综合能源背景下的配电网规划研究

综合能源背景下的配电网规划研究

发表时间：2018-12-17T15:25:41.583Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：黄宏1 史云章2 刘京1

[导读] 摘要：近年来，可再生能源的大规模使用以及能源利用高效化的倡导，使得各个能源系统之间从生产、传输到消费的交互曰益增强。

1.国网六安城郊供电公司安徽六安 237000；

2.国网六安供电公司安徽六安 237006

摘要：近年来，可再生能源的大规模使用以及能源利用高效化的倡导，使得各个能源系统之间从生产、传输到消费的交互曰益增强。传统能源系统仅仅面对单一能源，如电、气、热（冷）等，人为地割裂了各能源系统的协调优化配置，降低了整体能源利用率。针对这一现象，在解决大规模可再生能源消纳的背景下，提出了各能源系统协同配置的综合能源系统理念，即将电、气、热（冷）等多种类型能源系统有机耦合，充分发挥不同能源形式的互补特性和协同效应，在更大范围内实现能源系统资源优化配置，提升系统灵活性，提高可再生能源消纳的能力和系统综合能效。本文主要就结合分布式电源配电网规划相关方面进行分析。

关键词：分布式电源；配电网；规划

1配电网发展现状分析

首先，为适应当前的社会发展需求以及城市建筑密集化、高层化的发展趋势，必须对当前的电网进行全面改造和规划。电网是重要的城市基础设施，其与城市交通规划、管线建设、环境景观建设之间存在着较为密切的关系。从当前发展现状看，城市电网规划混乱问题尤为常见，如此也增加了城市电网的规划设计难度。

其次，目前，我国的能源紧缺问题愈发凸显，在此情况下，风力发电、太阳能发电等新型能源设备逐渐开始被广泛应用。这些小规模电源会被接入未来的配电系统中，同时也会对配电系统的维护模式和运行模式产生一定影响。另外，随着“资源循环利用”口号的提出，也对我国配电网的使用寿命提出更高要求。

最后，随着用电负荷水平的不断增长，使我国的用电结构发生了翻天覆地的变化，第三产业和居民用电比例逐步上升。预计在2020年，我国部分城市的居民用电比例将从原有的10％上升至30％以上，与经济发达国家水平相差无几。由于用电结构的变化，也对用户的供电可靠性和配电网网络结构建设提出更高要求。

2分布式电源概述

分布式电源又被称为分布式发电技术，指的是一些分布在配电网或用户周围的小容量发电系统。在电力市场竞争日渐激烈及节能环保要求日渐提高的形势下，分布式发电技术的应用日渐凸显出重要性，且分布电源在电力系统供电中所占的比例也越来越大。分布式发电技术通常被运用于特定场所，它的能源形式包括风能、微型燃气轮机、内燃机、太阳能等多种新型能源，该技术的推广对提高电力企业发电的稳定性和经济性具有重要意义。在分布式电源应用状况下，配电网络的状态是电源与用户相连接的网络，而并非传统电网中的辐射状网络，这种变化对配电网络的运行和结构带来了一定的影响。因此，对分布式电源并网对配电网的保护造成的影响展开分析讨论具有重要意义。

3分布式电源接入对配电网可靠性的影响

1）在接入分布式电源的时候，做好电源与继电器的保护非常重要，一旦引起误动作，会降低电网系统的可靠性，原来电网中的经典放射状配电网会因为误动作而产生改变，同时还造成短路的持续时间和短路电流的改变，对之前按照网络拓扑图设计的继电保护装置造成影响，导致因为继电保护装置动作的误差发生误操作。

2）在分布式电源接入配电网时，需要通过保障分布式电源的电压穿越能力来保证配电网的可靠运行。一旦配电网的低电压穿越性能产生系统性问题，造成分布式电源被智能电网切断，那么在系统恢复运行时，电压不但无法得到分布式电源的支撑甚至还会出现下降。一旦电网的智能性出现故障，分布式电源没有及时被切断就会激发保护设备的误动作乃至损毁，从而造成停电时间增长对客户带来损失。 3）分布式电源的安装地点、连接方式以及分布式电源的容量会对配电网的安全可靠性造成一定的影响。只有选配合适容量的分布式电源进行合理的安装，才能保障配电网的安全可靠性。

4分布式电源的配电网规划

分布式电源技术的发展让配电网中使用了更多的光伏发电、风力发电，而分布式电源自身含有波动性，因此，在配电网中也出现了类似于燃气轮机、蓄电池等装置，原本属于被动用电的用户现在可以参与到主动的管理中。分布式电源、主网电源和主动负荷都可以被看作是广义电源，它们的电源特性之间存在着差异，各自占有负荷曲线的比例也有所不同，在分布式电源的配网规划中，应该对投资成本及时间成本予以考虑。对分布式电源配电网进行双层规划，需要在将广义电源视为有效电源的前提下，完成所有电源成本-时间的特性曲线建立工作，依照费用最小的原则，可以将电源在规划时间内的运行时间与负荷曲线上的位置予以求出，进而求出配置容量，此为第一层规划。之后，需要把最小总费用设置为目标函数，将分布式电源配置以及相应的配网网架方案进行确认，此为第二层规划。约束条件为前者中的电源容量，利用优化理论，能够将分布式电源工作时间予以确认，进而增强方案经济效益。

5分布式电源的配电网规划措施

5.1加强分布式电源的配电网规划管控

对于含分布式电源的配电网规划，综合考虑经济、环保因素对负荷周边的影响，将分布式电源对负荷影响融合到“负荷预测—电源规划—网络规划”的传统电网规划步骤中去。一是将分布式电源模型纳入总体负荷预测系统及区域配电网负荷预测系统，综合考量分布式电源在停发、满发两种极端状态下对区域负荷的影响程度，提升对含分布式电源配电网规划工作的指导作用；二是摸清变电站布点周围适合于分布式电源建设选址的地点，根据自然资源分布情况和国家能源政策确定分布式电源的容量和位置，从技术角度进行分布式电源的最优容量和位置规划。

5.2加强分布式电源并网点周围电压水平管理

分布式电源并网后，在引起线路潮流方向变化的同时，将抬高或压低并网点周围电压水平，甚至导致电压越限等问题的出现。为有效保证电压合格率水平，在分布式电源并网后需根据其发电情况监测并网点周围电压变化水平，制定有效改进措施。由于分布式电源侧电压调节能力较弱，只能依靠电网侧设备进行电压优化，一是根据分布式电源并网点附近电压变化情况，合理调节相关配电变压器分接开关挡位；二是在调整配电变压器分接开关挡位无法满足电压调整要求的情况下，对不同变压比的配电变压器进行轮换。