含分布式电源的配电网规划分析

含分布式电源的配电网规划分析

作者：胡恒宇

来源：《名城绘》2018年第05期

摘要：随着分布式发电技术的日益成熟，分布式发电的成本越来越低，分布式发电在电力系统中所占的比重会逐渐增大。尤其是当分布式电源接入配电网后，它对配电网的节点电压、线路潮流、短路电流、可靠性等都会带来影响，其影响程度与分布式电源的接入点和容量有密切关系。这必然会给配电网规划带来新的挑战。基于此，本文就含分布式电源的配电网规划展开了分析。

关键词：分布式发电技术；分布式电源；配电网规划

1分布式电源相关概述

分布式电源装置是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等等。分布式能源系统并不是简单地采用传统的发电技术，而是建立在自动控制系统、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的新型能源生产系统。组成分布式能源系统的发电系统具有如下特点：（1）高效地利用发电产生的废能生成热和电。（2）现场端的可再生能源系统。（3）包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。分布式发电装置根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等；根据所使用的能源类型，分布式电源可分为化石能源（煤炭、石油、天然气）发电与可再生能源（风力、太阳能、潮汐、生物质、小水电等）发电两种形式。

2含分布式电源的配电网的特点

开展含分布式电源的配电网规划研究，首先应当明确含分布式电源的配电网的特点。社会发展对于供电可靠性要求不断提高，供电企业为了更好的满足公众和社会事业发展需求，不断的建设和改造现有配电网网架。而分布式电源的容量小及出口电压低的特点决定了其比较合理的接入方式是在公用配电网接入系统。在这种大背景下未来含分布式电源的配电网络所呈现的特征主要可以总结为以下三点：（1）配电网络的规模不断扩大，网架结构更加可靠，也更加复杂。（2）由于重要客户的存在，双辐射、链式等更加可靠的接线方式将会更多采用。（3）随着城乡电网的不断改造和完善，单条配电线路长度逐步缩短，供电半径更加合理。

3分布式电源对配电网规划的影响

配电网是电力系统中最末端的环节，起着连接电源和用户的重要作用，电网的供电质量与配电网的合理性有着密不可分的关系，配电网规划就是为了确保配电网建设的合理性，根据规划区域内的预测负荷和现有的网络基本现状来确定最佳建设方案，即在满足负荷增长和保证供电可靠性的前提条件下确定规划区域内最优的变电站布点布局和网络接线方式、投资水平及投资时间安排，使配电系统的建设和运行费用最少。分布式电源接入会给配电网带来深远的影响，从根本上来说这些影响来自于分布电源改变了电网的结构和运行环境。大量分布式电源并网后，电网结构由传统电网的单向放射状变成了多电源结构，电网的运行潮流也随之改变。随着分布式电源在电力系统中所占的比重越来越大，不仅给配电网带来实质性的影响，这也给配电网规划带来了新的难题和挑战，不确定性和随机性随之显著增加，这将使得在考虑以往规划配电网的传统因素时，也要加入分布式电源对配电网规划的影响。分布式电源给配电网规划带来的影响主要在以下几个方面：

（1）负荷预测的难度增加。分布式电源的出现使电力系统的负荷预测、规划和运行与过去相比有更大的不确定性，由于大量的分布式电源安装在用户侧附近，用户可以根据需求选择分布式电源为其提供电能，配电网的负荷增长部分被分布式电源接入抵消，对规划区负荷增长的模型产生影响，负荷增长情况更加难以预测。（2）不同于传统电源，部分分布式电源利用的是新能源发电（如太阳能、风能），其输出功率受自然条件约束，无法提供稳定的出力，因此不能简单当作传统电源考虑。（3）分布式电源虽然可以减少电能损耗，减少电网投资，但分布式电源安装的装机容量和安装位置不合理，反而会导致网络损耗的增加，节点电压降低或者升高出现过电压，从而影响电力公司的经济效益。（4）大量分布式电源并网将对系统结构产生深远影响，系统由单向辐射结构转变为多电源结构，对大型发电厂的依赖会逐步减少，原有的电网潮流也随之变化，包括电压调整、无功平衡、继电保护在内的综合问题将影响系统的运行。在维护电网安全、可靠运行的电力公司和想通过安装分布式电源来进一步提高用电可靠性、减少用电费用的用户间就产生了矛盾。

4含分布式电源的配电网优化

配电网重构是优化配电网运行状态的有效方式，可以通过控制配电网中的分段开关和联络开关的状态，改变配网的结构，近年来，大量分布式电源已实现并网运行，对配电网络重构提出新的挑战。优化配电网包括配电网重构、配电网无功优化，配电网无功优化是保证配电网安全、经济运行的重要手段，可以通过降低配电网的电路损耗提高经济性。随着分布式电源的并网，无功优化控制方式也发生了改变，无功优化是在电网结构参数和负荷参数给定的情况下，优化一些控制变量，是使系统达到最优状态的一种调节手段。在输电网中，无功优化是通过调节变压器的一种补偿量来实现的，输电网中，无功优化主要是提高系统的稳定性，在一定程度上可以抑制电压升高，在配电网中主要是降低配电网的有功功率损耗。

5结束语

综上所述，开展含分布式电源的配电网规划研究，首先应当明确含分布式电源的配电网的特点以，进而探讨分布式电源接入给配电网规划带来的影响以及含分布式電源的配电网优化运

行的实现。开展含分布式电源的配电网规划与优化运行研究，解决分布式电源接入给配电网规划与优化运行带来的障碍，可以有效的提升含分布式电源配网运行安全性、可靠性和经济性，进而提升供电企业的综合服务水平，促进企业良好的、可持续的发展。

参考文献：

[1]分布式电源规划方案综合评判方法[J].杨琦，马世英，宋云亭，唐晓骏.电网技术.2012（02）.

[2]配电网分布式电源最优配置研究[J].闫超，刘嘉瑜，贺诗明，高振远，程孟晗.电测与仪表.2017（24）.

[3]含分布式电源的区间多目标微网规划[J].李二超，张建军.机械设计与制造工程.2018（02）.

（作者单位：国网湖北省电力有限公司孝感供电公司）