分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響與選址定容優(yōu)化

馬 松，聶 萌，甄 穎，郭航源，張 冰，田運濤

（國網(wǎng)菏澤供電公司，山東 菏澤 274000）

引言

隨著新型發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式電源（DG）得到正式推廣。分布式發(fā)電可降低環(huán)境污染，提高能源綜合利用效率，且能提高配電系統(tǒng)的供電可靠性，靈活應(yīng)對負荷不斷增長的用電需求。但隨著分布式電源滲透率的增長，DG并網(wǎng)會對配電網(wǎng)產(chǎn)生多方面影響，因此必須對其進行研究。

1 DG并網(wǎng)對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響

1）用戶可根據(jù)需要安裝并使用DG，供電時會與電力負荷抵消，影響電力負荷增長模型的構(gòu)建，增加規(guī)劃區(qū)的電力負荷預(yù)測難度。

2）多點受電影響原有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要重新設(shè)計配電網(wǎng)規(guī)劃方案。

3）DG位置或容量不合理會導(dǎo)致配電網(wǎng)設(shè)備利用率下降、網(wǎng)損增加，降低電網(wǎng)的可靠性，直接影響到配電公司的經(jīng)濟效益。

4）DG接入配電網(wǎng)會改變故障特性，造成故障恢復(fù)延遲，一定程度上降低配電網(wǎng)供電可靠性。

5）大規(guī)模DG并網(wǎng)，使配電網(wǎng)規(guī)劃考慮的節(jié)點數(shù)增加，尋找最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)方案困難。

2 DG并網(wǎng)對配電網(wǎng)運行的影響

2.1 對電壓質(zhì)量的影響

1）電壓波動。若并網(wǎng)DG與負荷不能相互協(xié)調(diào)配合，會引起系統(tǒng)電壓波動。

2）諧波污染。逆變器等開關(guān)器件頻繁動作會產(chǎn)生頻率諧波分量，帶來諧波污染。

3）電壓偏移超標。DG并網(wǎng)后會使負荷節(jié)點的電壓抬高，嚴重時導(dǎo)致一些節(jié)點電壓超標。

4）電壓閃變。DG運行受到天氣、需求等多因素影響，不規(guī)則啟停容易造成電壓波動。

2.2 對可靠性的影響

DG并網(wǎng)能抵消部分負荷，提供電壓支撐，提高電壓調(diào)節(jié)能力；突發(fā)停電時，可作為備用電源，減少停電面積，提高系統(tǒng)可靠性。降低配電系統(tǒng)可靠性的途徑有：DG與配電網(wǎng)的保護協(xié)調(diào)不當時，可造成保護誤動作；故障時，DG和用戶間形成非計劃性孤島；位置、容量等不合理會直接降低系統(tǒng)可靠性。

2.3 對繼電保護的影響

DG并網(wǎng)對配網(wǎng)保護影響主要有以下幾點：傳統(tǒng)配電線路保護不具有方向性，DG接入使保護定值和保護機理變化；DG并網(wǎng)后，距離保護的測量阻抗變大，保護范圍縮小[1]；DG接入配網(wǎng)后可能改變故障電流方向，造成相鄰線路保護誤動和故障線路保護誤動、拒動；DG切除需在自動重合閘之前，否則會造成電弧重燃，重合閘失敗，供電中斷。

2.4 對網(wǎng)損的影響

DG并網(wǎng)后，可能增大或減少配電系統(tǒng)損耗，與并網(wǎng)位置和容量關(guān)聯(lián)。DG接入位置靠近系統(tǒng)電源可改善系統(tǒng)電源與DG間支路的損耗；DG末端接入會增大鄰近支路的線路損耗[2]。位置不變時，網(wǎng)絡(luò)損耗會隨著DG容量增大而先減后增。

3 分布式電源并網(wǎng)的選址定容優(yōu)化

DG并網(wǎng)位置或容量不合理會造成配電可靠性降低、電能質(zhì)量下降等，因此分析和研究配電網(wǎng)DG的選址定容問題十分重要。目前分別從優(yōu)化目標與優(yōu)化算法兩方面研究[3]。DG并網(wǎng)選址定容優(yōu)化過程如下頁圖1所示。

3.1 優(yōu)化目標的確定

優(yōu)化目標有單目標和多目標優(yōu)化。通?？筛鶕?jù)實際情況和需求建立多目標優(yōu)化模型。但因子目標量綱不同，需無量綱化和加權(quán)，以轉(zhuǎn)為單目標求解。多目標優(yōu)化出現(xiàn)目標函數(shù)沖突或矛盾時，權(quán)重設(shè)置會更加復(fù)雜。多目標優(yōu)化算法不進行權(quán)重設(shè)置，而是得到一組非劣帕累托最優(yōu)解集，決策者再根據(jù)需要使用多屬性決策方法從中選取一個理想解。

圖1 DG并網(wǎng)選址定容優(yōu)化過程

3.2 常見的優(yōu)化算法

明確優(yōu)化目標后需根據(jù)所建模型和實際需要選取合適的優(yōu)化算法，常見算法分為傳統(tǒng)數(shù)學(xué)算法和智能算法，各具特點，對比如表1所示。

4 結(jié)語

分布式電源并入配電網(wǎng)后，能夠提升配電系統(tǒng)的可靠性，降低電網(wǎng)負荷等，但隨著分布式電源大規(guī)模接入配電網(wǎng)，會對傳統(tǒng)的配電網(wǎng)產(chǎn)生諸多不利的影響。本文針對分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)規(guī)劃、運行和保護的影響進行了分析，進一步介紹了分布式電源并網(wǎng)選址定容的常用方法。

表1 常見的DG選址定容優(yōu)化算法及其優(yōu)缺點