分布式电源并网动态无功优化调度探究

卢金钗

摘要：随着我国智能电网不断发展，在电力系统中分布式电源应用范围逐渐扩大，因此在一定程度上对电力系统运行造成一定影响，将分布式电源的辅助性作用和无功优化调度策略有效发挥成为电力企业优化电网运行的主要问题。本文在简述分布式电源的基础上对分布式电源并网动态无功优化进行探究，为促进电力系统中分布式电源发展贡献一份力量。

关键词：分布式电源;并网;动态无功优化;调度

随着电力行业不断发展，越来越多的分布式电源应用于电力系统中，对原本电网造成较大影响。将传统电网与分布置电源相结合进行无功优化调动方式称为电网优化运行所面临的重要问题。

1、分布式电源基本内容

分布式电源通常是指所发电力就地消纳，以10～35kV电压等级接入电网，并且要求单个并网，总装机容量不超过50MW的位于用户附近的发电项目，具体指天然气，太阳能生物能风能以及地热能等资源综合利用的发电项目。分布式电源相比于大型电源，在减少占用土地的同时提高经济效益，并且对环境破坏程度较小。

分布式电源类型包括变流器电源，同步电机电源以及异步电机电源。变流器类型电源包括光伏与电池储能站，是将变流器与电网进行连接的电源。同步电机类型电源包括小型水电，燃气发电以及生物发电等综合发电项目，是将同步电机与电网直接连接的电源，异步电机类型电源包括异步式风机，双馈式风机等，只将异步机与电网进行连接的电源。在实际应用中分布式电源具有投资少，规模小以及工期短的优点，并且分布式电源往往位于用户周围，可以对于附近电源就地采用，避免电力在输电线路中的损耗，并且分布式电源可以极大程度减少利用化石能源，减少对环境破坏。

2、数学模型

2.1无功优化调度相关分布式发电

与无功优化调度相关的分布式发电分为两种，包括电压控制分布式发电与无功补偿分布式发电，电压控制是分布式发电在并网运行中可以等值为PV节点，通过调节励磁电压来控制并网动态无功优化调度，包括小型水电，小型燃气轮机以及光伏电力系统。无功补偿是DJ在并网运行中可以等值为PQ节点，一般通过控制分布式发电无功输入与功率因数，来控制优化调度无功出力参数与电网动态无功，通常应用在电流式逆变器并网的光伏发电系统。

2.2目标函数

首先将分布式电源并网动态无功优化调度方法化为不同优化周期N，在对各个周期进行二次划分，作为不同阶段，然后优化各个阶段，将研究系统的第N阶段控制变量状态称为Xn。

其中第n阶段的第m个分布式发电输出量称为UQmDG（n），将第n阶段第r个变电器分接头方位称为Tapr（n），将第n阶段第K个电容器运行状态称为CK。本文研究分布式电源并网动态无功优化调度主要从网损和电压变化角度来研究，根据相关参数来建立目标函数，转化目标值，为目标满意度评价。

网损是一种经济指标，通常是指在区域内电网运行优化的关键经济指标，网损函数通过无功电压控制方法，确保节点处电压质量满足需求，使功率在传输过程中的油耗损耗明显降低。电压变化函数是指在优化调度周期中，DJ复合与出力属于变量在电力传输过程中必然会存在电压波动，因此可以通过对 DJ处理情况运行状况下影响节点电压。在电压波动最大值的基础上评估网络电压波动

3、算法求解

3.1遗传操作

由于实际交叉性操作会受到交叉点处的严重影响，因此本文通过均匀交叉方法对交叉率选择与变异率的错误进行控制，使算法效率有显著提高，在算法求解中必须严格遵守最佳原则，变异率与交叉率之间存在最优组合，在一定条件下对算法求解质量不断优化，确保得到的算法求解质量满足需求。

3.2设定权重系数

在遗传算法中，通常粒数度函数都是作为适应度函数对个体之间的优劣进行评价，优劣目标包含两个子目标，因此在计算过程中需要对权重系数进行确定，本文全定系数采用自适应权重法，通过规划处理方法对综合目标进行处理。

3.3动态优化过程

本文研究分布式电源并网动态无功优化调度，将优化调度周期而分为多个阶段n，因此在动态优化过程中需要对各个阶段N之间的联系进行充分考虑，确保满足最优化原理。

4、算例分析

本文以某地区小型电力系统作为算例进行分析，电力系统接线图如图1。

在节点四中阶有分布式电源，是由电压控制型小水电与无功补偿型光伏发电系统组成，本文以该区域电网进行计算，6/35 kV 有载调压变压器分接头 7 档，电压为 35±3×2.5%kV;6/10k载调压变压器分接头 9 档，电压为10±4×2.5% kV;节点6并联电容器组分4组投切，每组容量为0.3Mvar;若优化周期为一天 24小时，将优化周期分为24个时段。在一个优化周期内电压控制分布式电源相比于电流时分布式电源抑制电压波动效果明显，电压调节能力更强。用改进遗传算法求解地区电网的动态无功优化调度策略

5、结语

由于分布式电网并网运行对传统电网具有较大影响，本文在根据分布式电源并网控制特性，将分布式电源分为电压控制型分布式电源与无功补偿性分布式电源，将其与传統电压无功控制相结合，使网损降低，将电网电压波动抑制，建立动态数学模型，通过遗传算法对调度策略进行改进。在优化策略下网损有效降低，电网电压平稳，电压控制分布式电源的电网动态无功优化调度能力较强，使分布式电源的作用充分发挥。

参考文献

[1]陈苏声，动态电网环境下分布式电源产品并网性能测试研究. 上海市，上海市质量监督检验技术研究院，2018-09-09.

[2]王遐龙. 微电网动态调度多目标优化管理研究[D].江苏科技大学，2018.