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    分布式電源在海上石油平臺配電網(wǎng)中的優(yōu)化配置分析

    2019-10-21 07:46:39高文
    科技風 2019年6期
    關鍵詞:分布式電源

    高文

    摘?要:海上石油平臺作為國家重要的戰(zhàn)略部署,其良好的電壓質(zhì)量關系到平臺正常的工作生產(chǎn)。因此,合理在平臺上安裝分布式電源,可以保障配電網(wǎng)損最小和電壓質(zhì)量最優(yōu)。

    關鍵詞:分布式電源;選址定容;網(wǎng)損靈敏度

    分布式電源(Distributed Generation,DG)因其經(jīng)濟、高效、可靠性高以及能滿足特定需求的優(yōu)點,得到迅速發(fā)展。[1]然而,DG的并網(wǎng)將會對配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和網(wǎng)損帶來影響,系統(tǒng)的規(guī)劃和運行不確定性增加。[2-3]因此,科學合理的對DG選址定容對配電網(wǎng)運行具有重要意義。

    1 分布式電源優(yōu)化配置模型的建立

    1.1 分布式電源的選址

    分布式電源分布發(fā)散的供電不僅能帶來巨大的經(jīng)濟效益,有效地降低損耗費用,還大大提高了電能質(zhì)量及可靠性。對于節(jié)點總數(shù)為n的配電網(wǎng)系統(tǒng),在節(jié)點i處接入DG,系統(tǒng)損耗對于節(jié)點i處注入的有功功率和無功功率靈敏度分別為:

    dP?loss?dθ?j=2∑n?i=1?V?iG?ij?V?j?sin?θ?ij.dP?loss?dV?j=2∑n?i=1?V?iG?ij?V?j?cos?θ?ij.(1)

    配電網(wǎng)網(wǎng)損:

    P?loss?=f?p(V,δ)=∑n?i=1?V?i∑n?j=1?V?j(G?ij.cos?δ?ij?+B?ij.sin?δ?ij?)?(2)

    令配電網(wǎng)損耗最小目標函數(shù)為:

    min?P?loss?=dP?loss?dP=P?loss?θθP+P?loss?UUP?dP?loss?dQ=P?loss?θθQ+P?loss?UUQ?(3)

    假設DG采用恒功率因素運行,在傳輸有功功率同時實現(xiàn)無功補償與優(yōu)化,功率因素角為θ?ij?。

    dP?loss?=P?loss?P?i?(?cos?θ?i).2+P?loss?θ?i?(?sin?θ?i).2?(4)

    其絕對值比較大為分布式電源的候選點。

    1.2 分布式電源的定容

    綜合考慮配電網(wǎng)優(yōu)化目標為多因素,引入權重系數(shù),令優(yōu)化目標函數(shù)為:

    F=?min?(a?1f?1+a?2f?2)?(5)

    式中,f?1?=P?loss?為配電網(wǎng)總網(wǎng)損;f?2?=V為電壓穩(wěn)定指標函數(shù),電壓幅值偏差越小,電壓質(zhì)量越穩(wěn)定。

    f?2=?∑n?i=1?ΔU?iU?i?max?-U?i?min?2?(6)

    2 算例分析

    以我國渤海某地區(qū)實際海洋平臺微電網(wǎng)為仿真算例,其結(jié)構如圖1所示,在Matpower和Matlab平臺上對該微電網(wǎng)的潮流進行計算。節(jié)點1作為平衡節(jié)點,電壓約束為0.95p.u.≤Ui≤1.05p.u.。

    DG的接入位置適宜選擇在線路中間偏末端的位置,本文通過網(wǎng)損靈敏度指標,確定分布式電源接入位置分別為22、23、25節(jié)點。配電網(wǎng)中主要節(jié)點的網(wǎng)損靈敏度值如圖2所示。

    現(xiàn)今“節(jié)約能源和替代能源的可持續(xù)發(fā)展”作為我國基本國策,積極響應號召,平臺分布式電源補償方案見下表。

    分布式電源參數(shù)表

    在分布式電源接入后,平臺電壓曲線變化如圖3所示,可以看出接入分布式電源之后,平臺電壓幅值得到一定提升。

    通過電壓幅值箱線比較圖可以明顯看出,在和理接入分布式電源之后,電壓幅值波動范圍變小,電壓更穩(wěn)定可靠。

    3 結(jié)論

    將本文針對分布式電源經(jīng)濟高效的特點,通過網(wǎng)損靈敏度分析對DG進行選址優(yōu)化。在充分考慮有功網(wǎng)損、電壓質(zhì)量和無功補償設備容量限制的基礎上,選取合適的優(yōu)化目標函數(shù),對現(xiàn)有海上石油平臺配電網(wǎng)系統(tǒng)進行無功優(yōu)化,驗證該方法的可行性。

    參考文獻:

    [1]沈杰,張健,冀瑞芳,陳蓉,王鶴.配電網(wǎng)中分布式電源選址定容研究[J].東北電力大學學報,2015,35(06):33-38.

    [2]王守相,王慧,蔡聲霞.分布式發(fā)電優(yōu)化配置研究綜述[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(18):110-115.

    [3]許磊,徐曄,侯朋飛,石朝泓,胡亞超.分布式電源并網(wǎng)方式及控制策略研究[J].船電技術,2014,34(06):54-58.

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