任健銘+王星星

【摘要】：分布式電源接入配電網(wǎng)，對配電網(wǎng)的運行起著重要的作用。在適當(dāng)?shù)奈恢媒尤牒侠砣萘康姆植际诫娫?，能夠降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損，提高配電網(wǎng)供電的可靠性。該文以配電網(wǎng)的損耗、節(jié)點電壓偏差以及電壓穩(wěn)定指標(biāo)為目標(biāo)，建立了分布式電源的多目標(biāo)優(yōu)化模型。在滿足約束條件的前提下，提出了一種改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群遺傳算法，并結(jié)合小生境技術(shù)，來確定分布式電源接入配電網(wǎng)的合理位置和容量。采用IEEE33節(jié)點系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗證了所建立的模型以及算法的優(yōu)越性，對配電網(wǎng)的規(guī)劃有很大的實際意義。

【關(guān)鍵詞】：接入系統(tǒng)；分布式電源；優(yōu)化

引言

能源對于人類社會的發(fā)展有著重要的影響，當(dāng)前主要以煤炭、石油為化石能源的主體，但是這些能源是不可再生的且在使用過程中造成的污染嚴(yán)重，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對于清潔能源的開發(fā)成為當(dāng)前工作的重點，分布式電源作為可再生的能源發(fā)電技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展、電力市場的擴大，成為了重要的能源選擇。電力建設(shè)也在向著滿足國家要求的方向發(fā)展，分布式電源對于重要用戶的供電可靠性的影響也越來越大。

1、分布式電源在配電網(wǎng)中安裝位置的優(yōu)選

分布式電源與配電網(wǎng)相連接，一定程度上會造成供電設(shè)備利用不充分的問題，形成一定量的沉入成本。配電網(wǎng)節(jié)點邊際容量成本能夠?qū)⒉煌?jié)點中當(dāng)前供電容量利用率反映出來。若分布式電源邊際容量成本大于分布式電源，則提示于該節(jié)點安裝分布式電源能夠使供電設(shè)備投資得到節(jié)約，反之則提示該節(jié)點無法充分利用供電設(shè)備。通常情況下，在分布式電源沒有接入配電網(wǎng)的情況下，末端節(jié)點電壓最低，在分布式電源不吸收電網(wǎng)能源的情況下，一定程度上會提升全網(wǎng)的電壓。在分布式電源滲透率相同的情況下，由于饋線是分散的，因此能夠有效支撐起系統(tǒng)電壓，分布式電源與饋線末端位置接近或分布式電源有著比較大的接入容量，會使系統(tǒng)電壓進(jìn)一步升高，附近系統(tǒng)也會不同程度上受到分布式電源的影響。因此，相關(guān)人員需要在分布式電源接受前，重點分析系統(tǒng)內(nèi)部各個節(jié)點的電壓分布特性。

2、分布式電源接入系統(tǒng)的影響分析

2.1電能質(zhì)量

配電網(wǎng)要是屬于dg類別，按照分布式電源接入系統(tǒng)實際情況來說，首先對配電網(wǎng)所造成的影響就是體現(xiàn)在電能質(zhì)量上面。要是僅僅從靈敏度分析方式層面而言，可以發(fā)現(xiàn)分布式電源在接入之后，節(jié)點電壓會出現(xiàn)不用程度波動。要是接入系統(tǒng)接入容量過高，配電網(wǎng)非常容易出現(xiàn)過電壓情況，對配電網(wǎng)運行造成嚴(yán)重影響。與此同時，dg類別配電網(wǎng)接入分布式電源，電壓穩(wěn)定性會遭受到不同程度的影響。同時在由于現(xiàn)階段分布式電源技術(shù)主要為pwm控制技術(shù)，在運行過程中非常容易向配電網(wǎng)內(nèi)輸入諧波，配電網(wǎng)出現(xiàn)諧波污染問題可能性顯著提升。雖然分布式電源在dg配電網(wǎng)內(nèi)接入，配電網(wǎng)運行靈活性顯著提升，可以采取分散接入方式，配電網(wǎng)電能質(zhì)量可以得到顯著提升。但是這并不表示，分布式電源自身并不存在顯著問題，分布式電源自身存在不規(guī)則啟停情況，主要原因是由于配電網(wǎng)輸出功率波動變化情況十分顯著，非常容易造成配電網(wǎng)出現(xiàn)電壓閃變問題，在這種過程中諧波污染范圍就會擴散到較多設(shè)備內(nèi)。

2.2分布式電源接入對DMS系統(tǒng)的影響

大量的分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)負(fù)荷將由傳統(tǒng)的主網(wǎng)供應(yīng)電源，變?yōu)橹骶W(wǎng)和分布式電源同時給負(fù)荷供應(yīng)電源。目前，DMS系統(tǒng)中未建立分布式電源的模型，對含分布式電源的饋線，無法準(zhǔn)確的對故障進(jìn)行研判，當(dāng)圖中故障點發(fā)生故障時，主網(wǎng)、分布式電源1、分布式電源2將同時向故障點注入故障電流，饋線上的所有故障指示器將會產(chǎn)生翻牌動作，主站系統(tǒng)根據(jù)故障指示器上傳的信息，研判出故指3、故指4之后的區(qū)域發(fā)生故障，與實際的故障區(qū)間不一致，增加現(xiàn)場運維人員故障尋找的時間，導(dǎo)致停電時間的延長。因此，分布式電源接入配電網(wǎng)，將會對主站故障研判策略產(chǎn)生影響，直接關(guān)系到故障定位和故障隔離的時間，進(jìn)而影響供電可靠性。

2.3對配電系統(tǒng)保護(hù)的影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)的潮流是電源到用戶的單向流動，而且很多故障是瞬間的，傳統(tǒng)的電網(wǎng)對于系統(tǒng)的保護(hù)主要采取在變電站處安裝反向過流繼電器，在主饋線上安裝自動重合閘裝置，在支路上安裝熔斷器的措施。分布式電源可以使得配電網(wǎng)形成一個多電源系統(tǒng)，使得其對電源的保護(hù)具有方向性，但是對于自動重合閘裝置和熔斷器的替換設(shè)備就成為了配電公司選擇面臨的新問題，所以，對于配電系統(tǒng)的保護(hù)分布式電源并沒有比傳統(tǒng)的保護(hù)方式更優(yōu)越。

2.4繼電保護(hù)影響

孤島運行是分布式電源接入配電網(wǎng)后，出現(xiàn)的新的運行方式。當(dāng)某元件發(fā)生故障后，開關(guān)元件動作，區(qū)域塊內(nèi)負(fù)荷由分布式電源供電，如果這區(qū)域塊內(nèi)的負(fù)荷和分布式電源可以持續(xù)穩(wěn)定運行，由分布式電源獨立供電，稱為“孤島運行”。配電網(wǎng)內(nèi)部分負(fù)荷轉(zhuǎn)化為孤島運行，可以提升配電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。一般而言，分布式發(fā)電的保護(hù)繼電器在執(zhí)行自身的功能時，因為其數(shù)量多，控制起來比較復(fù)雜，所以分布式電源一般并不接受來自于任何外部與之所聯(lián)系統(tǒng)的信息。使其本身相對獨立性，舉例來說，如果一配電網(wǎng)的斷路器遇到后，可能已經(jīng)打開，但分布式電源的繼電器未能檢測出這種狀況，不能迅速地執(zhí)行相對的動作，仍然繼續(xù)向部分饋線供電，最終造成系統(tǒng)或人員安全方面的損害，這也是分布式電源接入系統(tǒng)后會經(jīng)常碰到的棘手問題，還有待進(jìn)一步完善與改進(jìn)。

結(jié)語

本文針對DG并網(wǎng)后對傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護(hù)的影響，在研究了接有DG的配電網(wǎng)故障特性的基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的保護(hù)方案。方案有效避免了DG并網(wǎng)對配電網(wǎng)保護(hù)的不利影響，在各種情況下均能可靠動作；利用故障區(qū)域兩側(cè)正序電流相角變化方向為判據(jù)實現(xiàn)準(zhǔn)確故障定位，不受系統(tǒng)運行方式變化影響；僅需傳輸反映電流相角變化方向的數(shù)字信號和保護(hù)決策信號，對通信通道要求不高；投入低，無需電壓互感器。其局限性在于只能應(yīng)用于兩側(cè)均有電源（系統(tǒng)或DG）供電的線路。當(dāng)被保護(hù)線路為單端供電模式時，該保護(hù)方案無法適用。所以對DG下游線路還需加設(shè)其他保護(hù)判據(jù)。

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