智能电网中分布式新能源电源规划研究

2021-02-25朱俊樾

通信电源技术 2021年17期

关键词：实时性分布式电源

朱俊樾

（广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头 515000）

0 引言

随着电力系统的不断发展和进步，智能电网已经成为电力体系发展的必然选择，分布式电源作为集中式供电的补充模式受到了广泛关注，能在减少资源损耗的同时提升供电可靠性，也充分践行了坚强智能电网的架构要求。

1 智能电网中分布式新能源电源规划的原则

一方面，分布式新能源电源在智能电网规划工作中要秉持多元性原则，正是基于智能电网自主化、智能化以及全面化的应用要求，供电局在开展调度工作的过程中，要确保分布式新能源电源能满足优化改造以及规划升级等相关需求，最大程度上发挥新能源的应用优势，更好地摆脱传统单一化集中式供电模式产生的弊端[1]。

另一方面，分布式新能源电源的规划设计和布置要充分践行安全性原则，任何供电模式的升级和改造都要秉持安全第一的态度，建立集成化较好且双向通信的应用电网模式，配合传感技术和测量技术等，更好地建立完整的决策支持系统，提升分布式新能源电源应用的可靠性，为打造高效、友好、经济环保且安全的用电环境提供支持。

除此之外，智能电网分布式新能源电源规划工作中要更好地融合科学技术元素，将物理网作为核心基础，配合先进的测量技术与信息技术，共同维持电网集成应用的平衡，提升电力系统的综合应用效益[2]。

2 智能电网中分布式新能源电源规划的具体内容

2.1 规划模型

2.1.1 确定目标函数

在智能电网中，分布式新能源电源规划工作中会将电力企业的经济效益作为最大的目标函数，匹配建构完整的经济模型，按照maxF=的方式完成目标函数的评估。其中，F1表示这个电网中网损费用函数，F2表示整个电网中减少的购电费用函数，F3表示分布式新能源电源的安装费用函数，F4表示分布式新能源电源发电费用函数，F5表示整个电网中减少的停电损失费用函数。综合考量分布式新能源电源安装负荷节点的特点，依据实际情况评估网损等信息[3]。

2.1.2 约束条件

为了保证分布式新能源电源规划安装工作的合理性，在实际分析过程中应重点评估潮流方程约束和节点电压约束，然后汇总分析相应情况，并结合分布式新能源电源有功注入量、无功注入量以及偏离极值等参数完成分析工作。

值得一提的是，在约束条件分析内容中，一些待安装节点分布式新能源电源的安装容量也要满足标准，即0≤SDGi≤Simax。其中，Simax表示的是节点i允许安装的分布式新能源电源容量上限[5]。

2.1.3 编码方案

在明确分布式新能源电源规划模型后，要基于IPSO实现规划流程的优化目标，对接入位置和容量予以实时性处理，保证实数编码的规范性。首先，要利用微电压额定功率转化固定编码，评估基准容量和固定区间的实数值。其次，要对允许N个节点安装的区域进行辐射状配电网处理，确保安装方案能满足变量要求，保证负荷节点i的分布式新能源电源建设情况满足实际应用标准。最后，要采取最优pbest小于群体最优解的方式评估位置编码，在设定参数满足最大代数标准的基础上重新初始化相应粒子，以保证迭代终止后输出的参数能为分布式新能源电源最佳位置提供保障[6]。

2.2 规划方案

2.2.1 总体设计方案

在整个电力系统平台中，监控内容要依托对应软件，打造完整的基础平台。配合分布式电源能源管理系统的具体要求，建立衍生模块，配合智能电表集中抄表系统和楼宇自动化控制系统等，维持实时性信息服务的规范性，从而提高分布式新能源电源的应用效率。

2.2.2 具体布置模式

对于智能电网改造工程项目而言，新能源的应用不仅实现了电能的升级性转化，而且为电网高效益、高效率以及低能耗工作的开展提供了保障。分布式新能源电源结构能最大程度上提高组合形态的作业效率，将风力、光伏以及核能等新能源作为与传统的火力、水力一样的应用环节，实现相互融合与高性能存储，确保信息服务平台应用规范要求，维持综合处理效率[7]。

分布式新能源电源的具体结构如图1所示。由图1可知，建立在基础软件平台上的分布式新能源电源体系结合云服务、本地监控以及采集单元就能实现有效的信息处理。例如，工作站能获取实时性数据，在完成接口服务的同时，配合告警服务、通用计算服务以及权限管理服务等，就能对相关设备的实时性运行状态予以汇总，确保电力系统综合管理部门能及时了解相关情况，开展对应的管控方案。

图1 分布式新能源电源结构

2.2.3 具体功能

对于电力系统而言，智能电网是顺应时代技术发展趋势的必然选择，要整合具体应用模块和处理体系，在保证产业发展进程的同时贴合技术创新的标准。因此，构建更加稳定有序的电力运行方式是分布式新能源电源规划的关键。

其具体功能包括以下几个方面。一是能实现电场运行信息的实时性追踪和管理[8]；二是能查询电站主接线状态，并且结合相关信息和内容及时评估线路的安全性，有效落实相应的线路维护保养工作；三是能及时查询设备状态，在分布式新能源电源应用后，就能借助相应模块及时了解设备运行参数，配合告警系统减少运行不当造成的经济损失；四是不仅能完成历史数据的汇总查询，还能跟踪实时性数据，保证数据分析流程的规范性；五是能系统报警；六是能监测分析和电量控制，依据实时性传感器回传的信息数据，确保电量能被控制在规定要求内，不仅可以提升电能的应用效率，还能够减少电能资源的浪费，维持综合应用效率[9]；七是能够完成数据报表的汇总分析。

综上所述，在智能电网系统中应用分布式新能源电源需要结合实际应用要求完成具体的规划方案，建立定位监控模式、联网监控模式以及服务监控模式。在相应的监控模式中结合基层供电网络通信要求，配合定位服务模式，最大程度上提高无差别分布式系统的应用效能，为分布式供电技术的全面推广和合理性应用提供保障。

3 案例分析

本文以IEEE 33节点配电系统仿真分析为例，系统的额定电压为12.66 V，整体有功负荷为3 715 kW。在分布式新能源电源配置过程中，将其视为PQ节点完成相应的处理工作，功率因数选择0.85，能接入的分布式新能源电源有功最大容量为1 114.5 kW。假设当地电价为0.5元/kW·h，发电公司单位电价为0.3元/kW·h，分布式新能源电源的单位容量发电成本为0.38元/kW·h，单位缺电量经济损失为1元/kW·h，而设定分布式新能源电源的使用寿命为10年，分布式新能源电源的接入量为900 kW，是整个系统总负荷的24.2%。建立对应算法分析后，在分布式新能源电源规划优化前，有功功耗为202 kW，优化后功耗大幅度降低，不仅提升了网络的运行效率，且对应的经济收益也得到优化[10]。分布式新能源电源应用经济效益如表1所示。