分布式电源的配电网规划与优化运行

摘要：近年来国家大力发展清洁能源，分布式电源规模快速增长。由于大量分布式电源接入城市配电网，给城市配电系统造成一定的影响。配电网在建设过程中，需要综合考虑到分布式电源接入情况，从而合理规划配电网，确保配电网系统的安全性和可靠性。本文将在概述分布式电源的基础上，分别对分布式电源的配电网规划及优化运行进行探讨，以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词：分布式电源;配电网规划;优化运行

1分布式电源

分布式电源指功率为数千瓦到50MW小型模块式的独立电源，这些电源一般是电力部门、电力用户以及第三方，为了满足高峰期城市居民、商业区居民用电需求，在用户现场或者靠近用户现场安装比较小的发电机组，满足用户用电需求，同时支持现有配电网的运行要求。这种较小的发电机组有燃料电池、小型光伏发电、小型燃气轮机、燃气轮机和燃料电池混合装置。与传统的电源相比，分布式电源可以根据用户实际需求进行建设，降低电网建设的成本。分布式电源各个机组相互独立，可以根据电力用户的实际情况进行调节，一旦发生电力故障，只针对故障发电机组，不会影响到其他发电机组，因此电网运行安全性、可靠性高。其次，分布式电源可以弥补集中式发电的缺陷，为电力用户提供不间断的供电。分布式电源的损耗比较低，它不需要建设配电站，避免配电网线路较长，增加线损率。

2分布式电源的配电网规划

2.1分布式电源优势

分布式电源和传统的电源相比，它具有更强的灵活性，可以根据各个地区不同用户的不同需求进行建设。同时它的内部结构也具有较强的独立性，其中各个机组是相互独立的，因此在使用过程中可以根据用户的实际情况进行现场调节。分布式电源如果出现电力故障的情况，只需要针对其中某一个出现故障的机组进行维修，其他的发电机组仍然可以继续运行，这样就保证了在运行过程中的安全性，并且对电力的提供更有保障，在一个机组出现故障的情况下，相对独立的其他机组仍然可以继续工作。

2.2分布式电源对配网规划的影响

分布式电源对配网规划的影响可分为四个方面。首先，它对于规划的约束条件存在影响，在分布式电源被接入之后，网架规划在满足负荷需求的同时，还需要对输送分布式电源功率予以考虑，电能损耗会因为分布式电源的接人而降低，在接人时，需要使得负荷和分布式电源的运行特性达到协调;其次，分布式电源对于负荷的预测工作存在影响，分布式电源在接人之后会提供给部分负荷一定的电能，负荷的大小与负荷的峰值都会因此产生变化;然后，分布式电源对于规划目标具有影响，在分布式电源进行接入之后，在考虑规划目标时，需要明确配网对分布式电源的接纳能力，和对分布式电源波动性予以的处理方法;最后，分布式电源对于规划策略具有影响，在进行配网规划的时候，需要对电源投资主体的多元性予以考虑，在运营过程中，分布式电源和主网之间存在竞争，因为利益角度的不同，规划方案也存在很大差异。

2.3双层规划

分布式电源技术的发展让配电网中使用了更多的光伏发电、风力发电，而分布式电源自身含有波动性，因此，在配电网中也出现了类似于燃气轮机、蓄电池等装置，原本属于被动用电的用户现在可以参与到主动的管理中。分布式电源、主网电源和主动负荷都可以被看作是广义电源，它们的电源特性之间存在着差异，各自占有负荷曲线的比例也有所不同，在分布式电源的配网规划中，应该对投资成本及时间成本予以考虑。对分布式电源配电网进行双层规划，需要在将广义电源视为有效电源的前提下，完成所有电源成本-时间的特性曲线建立工作，依照费用最小的原则，可以将电源在规划时间内的运行时间与负荷曲线上的位置予以求出，进而求出配置容量，此为第一层规划。之后，需要把最小总费用设置为目标函数，将分布式电源配置以及相应的配网网架方案进行确认，此为第二层规划。约束条件为前者中的電源容量，利用优化理论，能够将分布式电源工作时间予以确认，进而增强方案经济效益。

3分布式电源的配电网优化运行

3.1配网重构

通过应用变压器运行模式，并改变供电路径，可有效降低电网运行中的损耗。如果电力系统中没有分布式电源，则在所有损耗中，配网损耗所占比重比较高，而在接入分布式电源后，要求对配电网运行的经济性进行综合考量，并考量以下两种费用消耗：第一，线损费用;第二，分布式电源能源消耗费用。为了在最大程度上降低网络拓扑的网络损耗，要求对配电网进行重构出了力，应用传输功率约束，网络拓扑对于分布式电源以及主网的发电计划，均能产生一定的影响，在确定网络拓扑结构后，可采用潮流计算方式，对配电网络的损耗值进行计算。在对配电网进行重构时，要求对分布式电源采取有效的处理措施，常用处理方式如下：第一，对分布式电源的出力情况进行优化处理;第二，将目标函数设定为网络损耗最小值;第三，构建起网损期望值最小重构模型，避免随机波动性产生的问题;第四，将目标函数设为分布式电源的发电费用。在配电网的重构过程中，电力系统网络拓扑也会随之发生一定的变化，使得各个变压器在流过电流时，其功率也会随之发生变化，保证负荷均匀，在最大程度上减少变压器损耗，提高变压器运行的经济性。另外，节点注入的功率也会对配电网重构产生较大影响，同时节点注入功率会受到分布式电源的影响，对此，分布式电源的运行经济性和配网重构为耦合。

3.2经济调度

在对含分布式电源的配电网进行经济调度时，需要注意从空间和时间两个方面进行控制。在空间上，需要对配电网线路以及变压器之间的负荷进行经济分配，有效降低电网运行损耗;在时间上，需要对削峰填谷以及负荷率进行科学合理的调整，平衡负荷曲线。含分布式电源的运行方式比较灵活，并且安装点比较多，对此，通过对含分布式电源的空间负荷以及时间负荷进行经济调度，能够有效提升变压器运行的经济效益，具体而言，需注意以下几点：第一，在含分布式电源的发电功率发生变化时，会对并列运行变压器的投切产生较大影响;第二，在对含分布式电源的配电网进行重构时，需要对变压器之间的负荷进行科学合理的调整后，接入分布式电源能够让电网运行可靠性没有受到影响的前提下，将电力系统运行经济性予以提升，让变压器经济运行约束得到减少。

3.3以用电用户为主体

在进行分布式电源的配电网规划和进行优化的时候，需要始终以用电的用户群体为主体，注意满足用户的用电需求，从而进行合理的电力资源调配和专业的优化，才能达到最终的目的，即优化城市电力系统以更好地服务用电人群。

4结束语

我国的经济随着全球经济的快速发展也在不断地发展，各个产业和人群对电力能源的需求不断地提高，且人群也在呈现膨胀式的集中。分布式电源和传统的电源相比，具有更强的灵活性，可以根据各个地区不同用户的不同需求进行建设。同时它的内部结构也具有较强的独立性，面对越来越复杂的情况和用户人群越来越高的用电需求，城市电力系统建设可能会受到较大的影响，因此需要对分布式电源的配电网规划和优化策略进行专业化的分析和探究，才能保证城市的电力系统的正常运行使用。

参考文献

[1]季玉琦，耿光飞，温渤婴.含分布式电源的配电网电压无功两级协调控制模式[J].电网技术，2016，40（4）：1243-1248.

[2]张彼德，何頔，张强，等.含分布式电源的配电网双层扩展规划[J].电力系统保护与控制，2016，44（2）：80-85.   作者介绍：   包蕾（1985.5.16—）;女;辽宁朝阳市;汉;研究生;工程师;专责;配电网规划;河北省电力有限公司石家庄供电分公司。