陳洪耀

河南省南陽市方城縣供電公司 河南南陽 473200

1 分布式電源對直流配電網(wǎng)的影響因素

1.1 網(wǎng)損

常見的分布式電源并網(wǎng)主要有三種類型，即中壓專線接入、中壓饋線接入和低壓接入。以中壓饋線接入方式為例，對其網(wǎng)損的影響因素做出定量分析。

當系統(tǒng)為直流配電網(wǎng)，線路沒有電抗，傳輸?shù)墓β手挥杏泄β?，功率損耗計算如下：

當直流配電網(wǎng)考慮分布式電源的接入時，其功率損耗計算如下：

從式（2）中可知，通過接入直流配電網(wǎng)分布式電源容量的不同，所造成的網(wǎng)損情況也就不同。

1.2 電壓

配電網(wǎng)在傳輸電能的過程中，其穩(wěn)態(tài)電壓是沿著饋線潮流方向逐漸降低，當分布式電源接入配網(wǎng)后，對系統(tǒng)電壓起到一定升壓作用，尤其是處于線路末端節(jié)點的電壓。因此，由于可再生能源電力出力時存在一定不確定性和波動性，可導(dǎo)致系統(tǒng)節(jié)點電壓出現(xiàn)波動或越限，當系統(tǒng)發(fā)生故障形成孤島時，可能還會引起節(jié)點電壓和系統(tǒng)頻率的不穩(wěn)定[1]。針對分布式電源接入直流配電網(wǎng)對電壓的影響做出理論定量分析。

當系統(tǒng)為直流配電網(wǎng)，線路沒有電抗、功率只有有功，其對電壓造成的損耗計算如下：

當直流配電網(wǎng)考慮分布式電源接入時，其對電壓造成損耗計算如下：

從公式（4）中可知，通過接入直流配電網(wǎng)分布式電源容量的不同，所造成的電壓損耗情況也不僅相同。

2 配電網(wǎng)分布式電源及儲能優(yōu)化配置

2.1 基本參數(shù)

圖1為本研究的IEEE-14節(jié)點系統(tǒng)拓撲圖，在該直流配電系統(tǒng)中，共有13條支路，選取功率基準值為100MVA，電壓基準值取為23kV，點1表示平衡節(jié)點，總有功負荷期望值為28.7MW。設(shè)定各節(jié)點分布式電源安裝容量上限為各節(jié)點負荷期望值，設(shè)定分布式電源總體滲透率上限為總有功負荷的30%。設(shè)定節(jié)點3、節(jié)點6、節(jié)點8和節(jié)點10為風(fēng)機備選安裝節(jié)點，設(shè)定節(jié)點3、節(jié)點8、節(jié)點14為光伏備選安裝節(jié)點，設(shè)定節(jié)點10為儲能備選安裝節(jié)點。設(shè)定儲能容量安裝上限為2MWh。

2.2 源儲協(xié)同優(yōu)化仿真分析

分布式電源可以有效降低網(wǎng)絡(luò)損耗、改善電壓偏差，當其接入配電系統(tǒng)后，也因此會衍生某些性的問題出現(xiàn)[2]。因此，有必要對直流配電網(wǎng)內(nèi)分布式電源與儲能協(xié)同優(yōu)化配置進行仿真分析，其結(jié)果如表1所示。

圖1 IEEE-14節(jié)點系統(tǒng)拓撲圖

表1 協(xié)同配置方案結(jié)果

表2分布式電源及儲能協(xié)同優(yōu)化配置前后各項指標的對比。從表中可知，上層目標中的系統(tǒng)電壓偏差、主網(wǎng)購電成本及網(wǎng)絡(luò)損耗均得以改善，就經(jīng)濟性角度而言，協(xié)同前由于系統(tǒng)未配置分布式電源及儲能系統(tǒng)，也因此節(jié)約了這部分的投資及運維成本[3]。但是，當系統(tǒng)配置分布式電源及儲能后，盡管投資運維成本得到增加，而在主網(wǎng)購電上卻節(jié)約了一筆成本，對上述兩項成本進行加和，可以看出，協(xié)同后仍比協(xié)同前節(jié)約44萬元。就整體而言，協(xié)同前后的成本加和區(qū)分不大，如果考慮經(jīng)濟效益之外的其他效益，協(xié)同之后的電壓偏差相比協(xié)同之前也有了一定程度的改善。

表2 協(xié)同優(yōu)化配置前后比較

綜上所述，由此得出協(xié)同優(yōu)化配置后的分布式電源及儲能系統(tǒng)利大于弊，整體的效益要優(yōu)于協(xié)同優(yōu)化配置之前。