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        考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究

        2015-05-30 16:15:45葉秀蓓葉東生秦國毅李艷玲
        中國新通信 2015年18期
        關(guān)鍵詞:分布式能源協(xié)調(diào)配電網(wǎng)

        葉秀蓓 葉東生 秦國毅 李艷玲

        【摘要】 分布式電源的建設(shè)有利于調(diào)整電力的能源結(jié)構(gòu),深化電力體制的改革。但在分布式能源接入配電網(wǎng)后將會給配電網(wǎng)帶來影響。對含有分布式能源的配電網(wǎng)進行協(xié)調(diào)規(guī)劃可以充分利用分布式能源的優(yōu)勢,避開分布式能源的劣勢,實現(xiàn)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃。本文通過介紹分布式能源的配電網(wǎng)的影響,建立最優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,來得到分布式能源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃。對相關(guān)人員有一定參加價值和借鑒意義。

        【關(guān)鍵詞】 分布式能源 配電網(wǎng) 協(xié)調(diào) 規(guī)劃

        一、分布式能源

        分布式能源按照其特點可以分為不可再生能源和可再生能源。天然氣、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C等都屬于不可再生的分布式能源,太陽能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)崮艿葘儆诳稍偕姆植际侥茉?。其中?yīng)用較多的有風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、冷熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、燃料電池發(fā)電等分布式能源技術(shù)。

        二、分布式能源接入對配電網(wǎng)的影響

        在分布式能源接入配電網(wǎng)后,對電網(wǎng)有積極作用同時也存在弊端。其中優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾點:(1)可以滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的要求;(2)可以極大的提高電力系統(tǒng)的可靠性,這主要是因為在電網(wǎng)大面積破壞后,分布式能源可以幫助電網(wǎng)迅速恢復(fù)[1]。

        缺點體現(xiàn)在:(1)使得電網(wǎng)的潮流發(fā)生改變,使得潮流的流向存在不確定性,容易出現(xiàn)保護誤動或者拒動;(2)增加響應(yīng)的控制模塊從而使得配電網(wǎng)建設(shè)投資增加。

        1、分布式電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。分布式電源的位置與容量安裝的是否合理直接影響到配電網(wǎng)的網(wǎng)損,如果安裝的合理,分布式能源接入的容量小于各個節(jié)點的負(fù)荷,將會減少整個配電網(wǎng)的網(wǎng)損,如果分布式能源的接入容量大于配電網(wǎng)消納容量,將會產(chǎn)生逆向潮流,會使得配電網(wǎng)網(wǎng)損升高。2、分布式電源對繼電保護的影響。分布式能源對繼電保護的影響主要體現(xiàn)在當(dāng)接入配電網(wǎng)的規(guī)劃不合理時,產(chǎn)生不合理的潮流,使得配電網(wǎng)繼電保護受到影響。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)繼電保護裝置失效。(2)繼電保護裝置誤動。(3)使得繼電保護投資增加,電網(wǎng)故障率升高。3、對配電網(wǎng)可靠性影響。分布式能源的接入,大大提高了配電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)由于電網(wǎng)的原因出現(xiàn)大電網(wǎng)斷電的現(xiàn)象時,分布式能源可以穩(wěn)定的供電,可以有效的減少停電時間,使得配電網(wǎng)的可靠性得到提高。4、對可用輸電能力的影響。由于分布式能源的隨機變化特點,電網(wǎng)的電壓收到影響,電網(wǎng)潮流大小甚至流向都會發(fā)生改變,直接影響到配電網(wǎng)的輸電能力變化[4]。5、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)的影響。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)綜合了風(fēng)力發(fā)電的低成本和光發(fā)電的高成本,同時兼顧兩者的季節(jié)性特點,提高了分布式能源的供電可靠性,更加有利于配電網(wǎng)的安全可靠運行。

        三、考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究

        3.1 配電網(wǎng)規(guī)劃的基本內(nèi)容和步驟

        配電網(wǎng)規(guī)劃的基本步驟包括有以下幾部分:(1)原始資料的搜集。(2)對搜集到的資料進行分析。(3)對配電網(wǎng)進行負(fù)荷預(yù)測。對本地區(qū)配電網(wǎng)未來的負(fù)荷進行預(yù)測。(4)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。

        3.2 考慮分布式能源接入的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃

        1、分布式電源的選址與定容規(guī)劃。分布式能源的選址和定容非常重要。分布式能源的布點優(yōu)化需要從分布式能源運行費用最小的角度進行,同時要以分布式電源安裝容量最大為優(yōu)化目標(biāo)。

        2、含有分布式電源的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型通常由三種角度建立:投資、網(wǎng)損、環(huán)保效益。首先要保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,在這個前提下,當(dāng)分布式能源接入后,分析配電網(wǎng)的電壓、網(wǎng)損、可靠性,將所期望的最小年支出費用作為目標(biāo),從經(jīng)濟性、可靠性、環(huán)保等角度建立數(shù)學(xué)模型。建立的數(shù)學(xué)模型為

        min f=COC-CPCEC+CDG-CRE

        其中minf是所期望最小的年支出費用,Coc為配電網(wǎng)線路投資和運行換算到每年的費用,CPCEC為購電費用和環(huán)境價值換算到每年的費用,CDG為分布式能源投資建設(shè)和維修折算到每年的費用,CRE為每年的可靠性費用。

        3、含有分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃的求解。通過采用改進布谷鳥優(yōu)化算法進行含有分布式能源的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃,采用0-1變量來表示配電網(wǎng)線路的改造或者新建,采用整數(shù)編碼方式編碼來表示分布式電源的選址以及定容,通過這種方法最終將實際問題的變量轉(zhuǎn)化為與算法相對應(yīng)的變量[5]。

        四、結(jié)論

        通過對含有分布式能源的特點以及對配電網(wǎng)可能產(chǎn)生的影響進行介紹后,對含有分布式能源的配電網(wǎng)規(guī)劃進行了探討,希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員有一定的參考價值。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]高軍彥,麻秀范.計及分布式發(fā)電的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃[D].河北:華北電力大學(xué),2009.

        [2]王凡,賀興時,王燕,楊松銘.基于CS算法的Markov模型及收斂性分析[J].計算機工程,2012, 38(11):180-185.

        [3]錢科軍,袁越,石曉丹,ZHOU Chengke,鞠平.分布式發(fā)電的環(huán)境效益分析[J].中國電機工程學(xué)報,2008, 28(29):11-15.

        [4]王勁峰,孟斌,李連發(fā).中國太陽能熱發(fā)電站選址模型研究田.地球信息科學(xué),2007.9(6):43-47.

        [5]張立梅,唐巍.計及分布式電源的配電網(wǎng)前推回代潮流計算團.電工技術(shù)學(xué)報,2011,8, 25(8):123-130.

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