梁海深，李盛偉，白臨泉，劉聰，李維，徐健，王慶彪

(1.國網(wǎng)天津市電力公司寶坻供電分公司，天津市 301800；2.國網(wǎng)天津市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，天津市 300010；3.ABB，美國北卡羅來納州羅利市 27606； 4.國網(wǎng)天津市電力公司檢修公司，天津市 300010)

0 引 言

近年來，分布式發(fā)電技術(shù)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，各種分布式電源(distributed generation，DG)的并網(wǎng)發(fā)電對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)傳統(tǒng)中、低壓配電網(wǎng)中的分布式電源容量達(dá)到較高的比例(即高滲透率)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的功率平衡與安全運(yùn)行，并保證用戶的供電可靠性和電能質(zhì)量，存在一定的困難[1]，因此，配電網(wǎng)如何消納DG成為了熱點(diǎn)研究課題。

以往對配電網(wǎng)消納DG能力的研究，主要是根據(jù)配電網(wǎng)潮流、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等限制條件，得出允許接入配電網(wǎng)的DG容量之和[2]，并且主要針對傳統(tǒng)配電網(wǎng)進(jìn)行研究。如文獻(xiàn)[3]考慮DG接入位置、出力大小以及滲透率等因素對配電網(wǎng)的影響，提出了配電網(wǎng)中分布式電源運(yùn)行域的概念，可得到給定節(jié)點(diǎn)DG準(zhǔn)入容量范圍。文獻(xiàn)[4]提出了一種柔性配電網(wǎng)(flexible distribution network, FDN)概念，它以一種新型電力電子設(shè)備，即智能軟開關(guān)(soft normally open point, SNOP)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，為提高配電網(wǎng)對DG的消納能力提供了新的可能[5-6]。SNOP技術(shù)旨在以可控電力電子變換器代替?zhèn)鹘y(tǒng)基于斷路器的饋線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)饋線間常態(tài)化柔性“軟連接”，能夠提供靈活、快速、精確的功率交換控制與潮流優(yōu)化能力。

目前對SNOP的研究主要集中在配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化方面[7-10]，SNOP通過準(zhǔn)確控制兩側(cè)有功功率交換，并根據(jù)需要向兩側(cè)分別提供無功補(bǔ)償來優(yōu)化全網(wǎng)潮流分布，提供了現(xiàn)有配電自動化體系所不具備的實(shí)時(shí)、精細(xì)的潮流調(diào)節(jié)優(yōu)化能力，能夠快速跟蹤分布式能源和負(fù)荷的動態(tài)變化，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，確保配電網(wǎng)實(shí)時(shí)處在最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。文獻(xiàn)[11]采用一種基于模擬退火和錐優(yōu)化的混合算法來提高含SNOP配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，其核心目標(biāo)仍為降低網(wǎng)損。

事實(shí)上，除了配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化方面的應(yīng)用，SNOP也可用于提升DG消納能力。在FDN中，依靠SNOP的雙向功率調(diào)節(jié)能力，可改善配電網(wǎng)中電壓瓶頸節(jié)點(diǎn)和傳輸容量瓶頸支路的運(yùn)行狀態(tài)，從而突破文獻(xiàn)[3]中的運(yùn)行域，實(shí)現(xiàn)DG高比例接入。在依靠SNOP提高DG消納能力方面已形成一些研究成果。文獻(xiàn)[12]探討了SNOP對配電網(wǎng)中光伏準(zhǔn)入容量的提升作用。文獻(xiàn)[13]分別針對英國城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行研究，指出SNOP的無功功率支撐能力是提升DG消納率的關(guān)鍵。文獻(xiàn)[14]主要從平抑光伏出力波動角度研究了儲能和SNOP配合對DG消納能力的提升。但上述研究均未從規(guī)劃角度得出FDN中DG準(zhǔn)入容量最大時(shí)，DG和SNOP的最優(yōu)位置、容量組合。

本文將建立FDN中DG最大準(zhǔn)入容量模型。由于該問題為高維非線性優(yōu)化問題，采用一種多種群遺傳算法來求解，可避免陷入早熟收斂，得到全局真實(shí)最優(yōu)解，并使用IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)進(jìn)行算例分析。在計(jì)算SNOP對既定節(jié)點(diǎn)位置的DG接入能力提升作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討FDN中全網(wǎng)DG自由接入的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)位置和容量組合，從而得到FDN中的DG最大準(zhǔn)入容量。

1 FDN中DG最大準(zhǔn)入容量模型

1.1 SNOP應(yīng)用概述

最主流的SNOP裝置是背靠背電壓源型變流器(back-to-back voltage source converter,B2B VSC)。SNOP通常接入于傳統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置，如圖1所示。不同于傳統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)只能處于0、1這2種狀態(tài)，SNOP具有靈活的四象限功率控制能力，能夠在2條饋線間進(jìn)行主動潮流控制，該特性不論對于降低配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗或是改善節(jié)點(diǎn)電壓水平、支路電流均有重要意義。

圖1 SNOP接入位置Fig.1 Position of SNOP installation

1.2 DG接入FDN極限容量計(jì)算模型

DG的接入將改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流分布特性，對配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行造成沖擊。一方面，DG高比例接入，將引起接入節(jié)點(diǎn)的電壓大幅提升，另一方面，DG接入比例過高可能突破饋線容量限制。而FDN依靠SNOP的潮流控制能力，能夠優(yōu)化潮流分布，防止穩(wěn)態(tài)指標(biāo)越限，從而提高DG的準(zhǔn)入容量。

由于DG與負(fù)荷對網(wǎng)絡(luò)電壓的影響相反，DG接入最嚴(yán)苛的場景為負(fù)荷最小，同時(shí)DG處于峰值出力的場景，此時(shí)DG輸出功率等于裝機(jī)容量。本文探討的DG準(zhǔn)入容量即基于該場景，所得準(zhǔn)入容量為“安全容量”?？紤]到DG出力的隨機(jī)性，當(dāng)DG以該容量接入時(shí)，不論出力如何變化，均不會導(dǎo)致因DG接入量過大造成潮流越限。

建立DG準(zhǔn)入容量模型，選擇最大化FDN中DG接入容量作為優(yōu)化目標(biāo)：

(1)

式中：EDG,i為網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的DG接入容量；N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目。

模型主要約束如下：

(1)網(wǎng)絡(luò)潮流約束：

(2)

(3)

式中：PDG,i、PSNOP,i和PL,i分別為節(jié)點(diǎn)i上DG，SNOP和負(fù)荷注入的有功功率；QDG,i、QSNOP,i和QL,i分別為節(jié)點(diǎn)i上DG，SNOP和負(fù)荷注入的無功功率；Ui、Uj、θi,j分別為相連節(jié)點(diǎn)i、j的電壓幅值和相角差；Gi,j、Bi,j為互電導(dǎo)和互電納。

本文討論場景下，DG以峰值出力，輸出功率等于裝機(jī)容量，所以式(2)中的PDG,i即為式(1)中的EDG,i。

(2)饋線容量和節(jié)點(diǎn)電壓約束:

Ci≤Cmax

(4)

Umin≤Ui≤Umax

(5)

式中：Cmax為饋線最大容量；Umin和Umax分別為節(jié)點(diǎn)電壓上限和下限。

(3)分布式電源單點(diǎn)最大準(zhǔn)入容量約束。按照配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，分布式電源在特定的電壓等級下有其極限接入容量，超過時(shí)應(yīng)接入更高電壓等級的配電網(wǎng)。

EDG,i

(6)

式中EDG,max為特定電壓等級下的單點(diǎn)DG極限接入容量。

(4)SNOP功率約束[11]:

PSNOP,i+PSNOP,j=0

(7)

(8)

(9)

式中SSNCP,i和SSNOP,j分別為節(jié)點(diǎn)i、j上變流器的容量。

需要指出，上述模型通過提前設(shè)定好部分參數(shù)值，可以實(shí)現(xiàn)特定的優(yōu)化和分析功能，具體可分為3種情況：

情況1：DG定點(diǎn)接入，無SNOP。DG接入的節(jié)點(diǎn)位置由人為設(shè)置，容量作為變量；SNOP相關(guān)位置、容量參數(shù)置0。該情況可考察網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)對DG的接納能力。

情況2：DG定點(diǎn)接入，有SNOP。DG的節(jié)點(diǎn)位置由人為設(shè)置，容量作為變量；SNOP的容量固定，接入位置作為變量。該情況可考察SNOP對DG準(zhǔn)入容量的提升作用，以及SNOP在網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)接入位置和運(yùn)行狀態(tài)。

情況3：DG全網(wǎng)自由接入，有SNOP。DG接入節(jié)點(diǎn)位置，容量均為變量；SNOP的容量固定，接入位置為變量?？煽疾霺NOP以及DG的最優(yōu)選址、定容組合方式。

2 模型求解方法

該模型的優(yōu)化變量為各個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式電源出力以及SNOP流過的有功功率和雙側(cè)無功功率。由于配電網(wǎng)規(guī)?？赡苓_(dá)到數(shù)百節(jié)點(diǎn)，該模型屬于高維非線性優(yōu)化問題。這種問題的求解關(guān)鍵在于獲得全局最優(yōu)解。同時(shí)從規(guī)劃角度，對于算法的全局收斂能力要求高于收斂速度。遺傳算法(genetic algorithm，GA)是一種廣泛使用的基于進(jìn)化機(jī)制的高度并行、隨機(jī)、自適應(yīng)的全局優(yōu)化概率搜索算法，由于優(yōu)化時(shí)不依賴梯度，具有較強(qiáng)的魯棒性和全局搜索能力，但是容易陷入早熟收斂問題，其計(jì)算結(jié)果受控制參數(shù)影響較大。為克服未成熟收斂，需要根據(jù)實(shí)際問題，進(jìn)行復(fù)雜的控制參數(shù)和遺傳算子設(shè)計(jì)研究。

本文采用一種多種群遺傳算法(multiple population genetic algorithm，MPGA)來求解模型。MPGA的優(yōu)勢在于突破傳統(tǒng)遺傳算法僅靠單個(gè)種群進(jìn)行遺傳進(jìn)化的框架，引入多個(gè)種群同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化搜索；多個(gè)種群之間通過遺傳算子進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)多種群的協(xié)同進(jìn)化，最優(yōu)解的獲取是多個(gè)種群協(xié)同進(jìn)化的綜合結(jié)果。

相對于標(biāo)準(zhǔn)GA，MPGA采用了多個(gè)種群同時(shí)對解空間進(jìn)行協(xié)同搜索，兼顧了算法的全局搜索能力和局部搜索能力，計(jì)算結(jié)果對遺傳控制參數(shù)的敏感性大大降低，對克服未成熟收斂有明顯效果，適用于所需求解的高維非線性優(yōu)化問題。

采用MPGA求解模型時(shí)，適應(yīng)度即為式(1)中的全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)DG準(zhǔn)入容量之和。針對1.2節(jié)所述3種情況的優(yōu)化問題，可通過不同的變量參數(shù)設(shè)置進(jìn)行求解,計(jì)算方法如圖2所示。

3 算例分析

3.1 原始數(shù)據(jù)

本文以IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，如圖3所示。

圖2 MPGA算法流程圖Fig.2 Flow chart of MPGA

圖3 IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)Fig.3 IEEE 33-bus distribution system

圖中TS1—TS5為5個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，全部斷開。該網(wǎng)絡(luò)首端基準(zhǔn)電壓為12.66 kV，饋線額定容量為5.28 MW。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)負(fù)荷為3 715+j2 290 kV·A，是該網(wǎng)絡(luò)必須滿足的最小負(fù)荷。參考《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GB12325-2008)，設(shè)定電壓允許偏差值為-7%～7%，即網(wǎng)絡(luò)安全電壓標(biāo)幺值為0.93～1.07 pu。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，式(6)中的分布式電源接入10 kV電壓等級不應(yīng)超過7～8 MW，本算例取7 MW。

經(jīng)潮流計(jì)算，該配電系統(tǒng)傳輸容量最大的支路為0-1支路，容量4 645 kV·A。各節(jié)點(diǎn)電壓如圖4所示。

圖4 配電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓Fig.4 Node voltage in distribution system

由于感性負(fù)荷將拉低電壓，該配電系統(tǒng)電壓呈現(xiàn)自平衡節(jié)點(diǎn)0至饋線末端逐漸降低的特點(diǎn)。其中節(jié)點(diǎn)8—17,28—32低于0.93 pu的安全電壓下限，需接入分布式電源提升節(jié)點(diǎn)電壓。

本文分布式電源設(shè)為PQ型，功率因數(shù)為0.95。優(yōu)化過程中，MPGA算法基于MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)，并調(diào)用GADST遺傳算法工具箱。算例中，MPGA種群大小設(shè)為500，最大迭代次數(shù)設(shè)為200，種群精英數(shù)設(shè)為10，交叉后代比例取0.75，最優(yōu)個(gè)體最少保持代數(shù)設(shè)為20。計(jì)算過程中，設(shè)定50代內(nèi)適應(yīng)度函數(shù)值的加權(quán)平均變化值小于1×10-6，則算法停止。

3.2 無SNOP配電網(wǎng)DG單點(diǎn)準(zhǔn)入容量計(jì)算

為考察不同節(jié)點(diǎn)接入DG的能力，按圖2流程中優(yōu)化情況1方法，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)DG準(zhǔn)入容量，結(jié)果如表1所示。

由此可將不同節(jié)點(diǎn)的DG準(zhǔn)入容量分為4類：

(1)DG接入節(jié)點(diǎn)1,18—21。該類節(jié)點(diǎn)接入DG后無法提升節(jié)點(diǎn)8—17,28—32電壓至安全范圍內(nèi)，故接入無效。

(2)接入節(jié)點(diǎn)7—17,27—32。該類節(jié)點(diǎn)位于饋線末端，DG準(zhǔn)入容量較小。

(3)接入節(jié)點(diǎn)6，22，23，25，26。該類節(jié)點(diǎn)位于各饋線分支的前端，DG準(zhǔn)入容量較大。

(4)接入節(jié)點(diǎn)2—5。該類節(jié)點(diǎn)位于整個(gè)33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)前端，DG準(zhǔn)入容量最大。

在上述4類節(jié)點(diǎn)中，分別選擇節(jié)點(diǎn)18,30,22,5這4個(gè)節(jié)點(diǎn)以最大準(zhǔn)入容量接入DG(節(jié)點(diǎn)18以7 000 kW接入)，對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)電壓如圖5所示。

依據(jù)表1和圖5可得出如下結(jié)論：

(1)接入DG將改變配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓分布，造成接入點(diǎn)及周邊節(jié)點(diǎn)的電壓升高，這種影響隨與接入節(jié)點(diǎn)的距離加大而逐漸減小。

表1網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)的DG準(zhǔn)入容量
Table1AllowableDGcapacityatdifferentbuses

(2)接入點(diǎn)越趨近于長饋線末端，則DG準(zhǔn)入容量越小。這是由于相比其他節(jié)點(diǎn)，長饋線末端節(jié)點(diǎn)電壓對DG接入更敏感，DG無功主要作用于接入節(jié)點(diǎn)，使其更容易達(dá)至安全電壓上限。

(3)隨著接入位置向饋線首端遷移，DG準(zhǔn)入容量增大。這是由于DG的無功影響得以全網(wǎng)擴(kuò)散，導(dǎo)致接入點(diǎn)電壓敏感性降低。饋線容量限制逐漸成為瓶頸因素。

(4)當(dāng)接入位置達(dá)至網(wǎng)絡(luò)首端各節(jié)點(diǎn)，準(zhǔn)入容量進(jìn)一步提高，限制DG準(zhǔn)入容量進(jìn)一步提升的因素變?yōu)樵撾妷旱燃塂G單點(diǎn)準(zhǔn)入容量。

圖5 引入DG后配電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓Fig.5 Node voltage in distribution system with DG

(5)原33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)2條饋線存在電壓越安全下限的情況。在這2條以及相鄰的2—24饋線接入DG有助于提升其電壓至安全范圍。但饋線18—21為這2條饋線的非相鄰饋線，電氣聯(lián)系較弱，接入DG無效。

3.3 SNOP對指定節(jié)點(diǎn)DG準(zhǔn)入容量提升分析

在上述4類節(jié)點(diǎn)中，前2類仍有較大的DG準(zhǔn)入容量提升空間。引入SNOP形成FDN，SNOP1—SNOP5分別代表圖3中TS1—TS5位置的SNOP?？疾霥G在單點(diǎn)(18/30)、多點(diǎn)單饋線(14、17)、多點(diǎn)多饋線(17、32)3種接入方式，SNOP不同接入位置對準(zhǔn)入容量的提升作用。SNOP容量設(shè)定為雙側(cè)1 MV·A。采用圖2中優(yōu)化情況2的方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表2—4。表中P1代表SNOP小號節(jié)點(diǎn)側(cè)的有功功率，Q1代表SNOP小號節(jié)點(diǎn)側(cè)的無功功率，Q2代表SNOP大號節(jié)點(diǎn)側(cè)的無功功率。SNOP有功功率以向小號節(jié)點(diǎn)發(fā)出功率，從大號節(jié)點(diǎn)吸收功率為正；無功功率以從節(jié)點(diǎn)吸收功率為正。

表2SNOP對DG單點(diǎn)接入時(shí)準(zhǔn)入容量提升作用
Table2PromotionofSNOPtotheallowableDGpenetrationcapacityinmulti-bus/single-freederscenario

表3 SNOP對DG多點(diǎn)單饋線接入時(shí)準(zhǔn)入容量提升作用Table 3 Promotion of SNOP to the allowable DG penetration capacity in multi-bus/single-freeder scenario

表4 SNOP對DG多點(diǎn)多饋線接入時(shí)準(zhǔn)入容量提升作用Table 4 Promotion of SNOP to the allowable DG penetration capacity in multi-bus/multi-branch scenario

由優(yōu)化結(jié)果可見，SNOP的潮流控制能力能夠提升DG準(zhǔn)入容量。不同的DG和SNOP接入方式，體現(xiàn)出如下不同特點(diǎn)：

(1)節(jié)點(diǎn)30單點(diǎn)接入DG時(shí)，對節(jié)點(diǎn)30準(zhǔn)入容量提升最大的SNOP1和SNOP5均為與30節(jié)點(diǎn)所在支路直接相連的軟開關(guān)，并且均處于雙側(cè)吸收無功功率，從30節(jié)點(diǎn)所在支路吸收有功功率的運(yùn)行方式。

(2)節(jié)點(diǎn)18單點(diǎn)接入DG時(shí)，由于無法抬升全網(wǎng)電壓至安全范圍，接入無效。而通過在節(jié)點(diǎn)18所在饋線接入SNOP3/SNOP4，與其他饋線在末端產(chǎn)生了潮流聯(lián)系，DG得以高比例接入配電網(wǎng)。

(3)選擇DG多點(diǎn)(14、17)單饋線接入配電網(wǎng)時(shí)，優(yōu)化結(jié)果為位置靠前的14節(jié)點(diǎn)以極限容量接入，而17節(jié)點(diǎn)不接入。引入SNOP后，DG準(zhǔn)入容量得到了一定提升。一方面，SNOP1/SNOP3/SNOP4均從14、17節(jié)點(diǎn)所在饋線吸收有功功率，將其轉(zhuǎn)移到其他饋線，起到降低DG接入饋線電壓的作用(SNOP2兩端均位于該饋線，有功傳輸功率為0；SNOP5與該饋線無直接聯(lián)系)。另一方面，SNOP在雙側(cè)吸收無功功率，進(jìn)一步拉低網(wǎng)絡(luò)電壓，為DG接入提供了更大空間。SNOP以其有功、無功功率同時(shí)雙向控制能力，相比傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置SVG等，在消納DG方面能夠取得更好的效果。

(4)選擇DG多點(diǎn)(17,32)多饋線接入配電網(wǎng)時(shí)，SNOP1分別在兩側(cè)聯(lián)系2條饋線，雙端均以滿容量吸收無功，可取得最優(yōu)準(zhǔn)入容量提升效果。

綜上，SNOP能夠?qū)G準(zhǔn)入容量起到提升作用。提升幅度最大的SNOP須至少一端與DG所在饋線直接連接，處于雙端吸收無功功率運(yùn)行方式，并且無功功率在SNOP容量中占主導(dǎo)。

3.4 SNOP容量靈敏度分析

設(shè)DG接入節(jié)點(diǎn)17和32，考察不同容量SNOP對DG準(zhǔn)入容量的提升作用。SNOP設(shè)定位于圖3中TS1位置。做SNOP容量對DG準(zhǔn)入容量影響的靈敏度分析，從網(wǎng)絡(luò)電壓、DG準(zhǔn)入容量、瓶頸支路容量3方面考察接入不同容量SNOP的效果，結(jié)果如圖6、7所示。

電壓方面，不同SNOP容量下，電壓曲線基本保持一致，節(jié)點(diǎn)17和32的電壓均為瓶頸因素。

支路容量方面，支路4—5位于5—17,5—32這2條饋線的潮流交匯處，為傳輸容量瓶頸支路。隨著SNOP容量的提升，支路4—5的傳輸容量呈先抑后揚(yáng)的特點(diǎn)。這是由于當(dāng)SNOP以小容量接入時(shí)，雙端吸收無功功率，抵消了一部分DG的無功輸出，導(dǎo)致4—5支路容量下降。隨著SNOP容量的提升，DG準(zhǔn)入容量也相應(yīng)提升，支路4—5容量不斷增大。當(dāng)SNOP容量達(dá)到2 000 kV·A時(shí)，4—5支路容量達(dá)到5 280 kV·A的瓶頸，與電壓一同成為限制DG準(zhǔn)入容量進(jìn)一步提升的因素，此時(shí)DG準(zhǔn)入容量增速開始放緩。在該DG和SNOP接入位置下，2 000 kV·A是SNOP的經(jīng)濟(jì)容量。

圖6 不同SNOP容量下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電壓Fig.6 Node voltage in distribution system with different SNOP capacities

圖7 不同SNOP容量下DG準(zhǔn)入容量和瓶頸支路容量Fig.7 Allowable DG penetration capacity and bottleneck branch capacity with different SNOP capacities

需要指出，不同的DG、SNOP接入點(diǎn)，靈敏度分析和經(jīng)濟(jì)容量結(jié)果將不盡相同。

3.5 FDN中DG極限準(zhǔn)入容量計(jì)算

上述分析主要針對既定DG接入位置下，F(xiàn)DN中DG最大準(zhǔn)入容量。從規(guī)劃角度，為了實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)DG最大容量接入的目標(biāo)，如何確定當(dāng)DG在網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)自由接入時(shí)，DG的最優(yōu)位置/容量組合及與其相配合的SNOP接入方式，是需要關(guān)心的問題。

采用圖2中優(yōu)化情況3的計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化?？紤]到SNOP的經(jīng)濟(jì)性，僅使用1臺SNOP，容量設(shè)為雙側(cè)1 MV·A。經(jīng)過多次優(yōu)化計(jì)算，可得到多種DG集中和分散接入的方案，其全網(wǎng)DG準(zhǔn)入容量相近。僅挑選4種集中接入的方案列于表5中。

表5DG自由接入優(yōu)化方案
Table5OptimizationmethodwithfreesitesofDGs

如表5所示，僅配置單臺雙側(cè)1 MV·A的SNOP，可接入DG容量達(dá)到了9 400 kW以上，能量滲透率250%以上。以上方案可作為DG和SNOP規(guī)劃時(shí)的推薦方案。應(yīng)用本文方法，也可得到其他SNOP容量或多組SNOP共同接入時(shí)的最優(yōu)方案。

4 結(jié) 論

(1)配電網(wǎng)的長饋線末端電壓對DG接入敏感，容易造成電壓越限，不利于DG接入。

(2)FDN中的SNOP通過主動控制潮流分布，改善網(wǎng)絡(luò)電壓狀況，相比傳統(tǒng)配電網(wǎng)能夠提高DG準(zhǔn)入容量。對于既定DG接入位置的FDN，SNOP應(yīng)至少有一端布置在DG所接入的饋線上，以雙端吸收無功功率方式運(yùn)行，從而取得最大的容量提升效果。

(3)對于DG自由接入的FDN，存在多種集中或分散接入的方案，可獲得接近的DG準(zhǔn)入容量。

需要指出，受限于當(dāng)前電力電子技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展水平，SNOP的工程應(yīng)用尚未成熟，成本偏高。但其占DG整體投資比例不大，而在提升DG消納能力方面帶來的收益將是非?？捎^的。此外，考慮到SNOP技術(shù)在降低網(wǎng)損方面的應(yīng)用，SNOP技術(shù)總體上可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。未來隨著換流器設(shè)備的發(fā)展成熟及成本不斷下降，基于SNOP的柔性配電網(wǎng)具有廣闊的發(fā)展前景。下一步考慮對多端含儲能SNOP在柔性配電網(wǎng)中的規(guī)劃和運(yùn)行優(yōu)化問題進(jìn)行研究。