摘要：分布式电源的建设有利于调整电力的能源结构，深化电力体制的改革。但在分布式能源接入配电网后将会给配电网带来影响。对含有分布式能源的配电网进行协调规划可以充分利用分布式能源的优势，避开分布式能源的劣势，实现配电网的协调规划。本文通过介绍分布式能源的配电网的影响，建立最优化的数学模型，来得到分布式能源与配电网的协调规划。对相关人员有一定参加价值和借鉴意义。

关键词：分布式能源；配电网；协调；规划

 

分布式能源按照其特点可以分为不可再生能源和可再生能源。天然气、燃料电池、微型燃气轮机等都属于不可再生的分布式能源，太阳能、潮汐能、风能、地热能等属于可再生的分布式能源。其中应用较多的有风力发电、太阳能发电、冷热电联产发电、燃料电池发电等分布式能源技术。

在分布式能源接入配电网后，对电网有积极作用同时也存在弊端。其中优点体现在以下几点：（1）可以满足电网安全、稳定运行的要求；（2）可以极大的提高电力系统的可靠性，这主要是因为在电网大面积破坏后，分布式能源可以帮助电网迅速恢复^[1]。

缺点体现在：（1）使得电网的潮流发生改变，使得潮流的流向存在不确定性，容易出现保护误动或者拒动；（2）增加响应的控制模块从而使得配电网建设投资增加。

2.1 分布式电源对配电网网损的影响

分布式能源接入配电网后使得配电网供电网络结构发生改变，直接影响到负荷的分配和转供。分布式电源的位置与容量安装的是否合理直接影响到配电网的网损，如果安装的合理，分布式能源接入的容量小于各个节点的负荷，将会减少整个配电网的网损，如果分布式能源的接入容量大于配电网消纳容量，将会产生逆向潮流，会使得配电网网损升高。

2.2 分布式电源对继电保护的影响

分布式能源对继电保护的影响主要体现在当接入配电网的规划不合理时，产生不合理的潮流，使得配电网继电保护受到影响。主要体现在以下几个方面：

（1）继电保护装置失效。当配电网发生故障时，由于分布式能源的继电保护装置没有动作，可能使得孤岛检测装置无法启动，从而使得分布式能源不能及时从配电网中切除^[2]。

（2）继电保护装置误动。配电网的潮流由于分布式能源的接入而发生变化，这主要是由于分布式能源的出力存在随机和间歇的特点，当前期规划的不够合理时，会造成线路潮流发生较大的改变。

（3）使得继电保护投资增加，电网故障率升高。在分布式能源计入电网时，配电网的保护装置也要增加，同时还需要孤岛检测装置，装置的增加不仅增加了继电保护的投资，而且增加了电网的故障率。

2.3 对配电网可靠性影响

分布式能源的接入，大大提高了配电网的可靠性。当由于电网的原因出现大电网断电的现象时，分布式能源可以稳定的供电，可以有效的减少停电时间，使得配电网的可靠性得到提高。

2.4对可用输电能力的影响

作为衡量电网安全稳定运行的技术参考，可用输电能力显得非常重要。由于分布式能源的随机变化特点，电网的电压收到影响，电网潮流大小甚至流向都会发生改变，直接影响到配电网的输电能力变化^[4]。

2.5风光互补发电系统对配电网的影响

风光互补发电系统综合了风力发电的低成本和光发电的高成本，同时兼顾两者的季节性特点，提高了分布式能源的供电可靠性，更加有利于配电网的安全可靠运行。风光互补发电系统存在复杂性、交互性、智能性的特点。互相弥补缺点的同时降低了建设的成本，提高了配电网的稳定性与可靠性。

3.1 配电网规划的基本内容和步骤

    配电网规划的基本内容是通过对现象配电网的运行状况进行分析，同时预计未来电网负荷增长的趋势，从经济性、环保性等多方面来对比规划电网的建设方案。

    配电网规划的基本步骤包括有以下几部分：

    （1）原始资料的搜集。对规划区的地理位置、气象资料、电网现有运行情况等资料进行搜集，同时要搜集配电网刮花的技术规则、相关规章流程等电力资料。

（2）对搜集到的资料进行分析。分析出配电网的供电能力与供电需求之间的关系，对现有网架的合理性进行分析，同时要对现有配电网存在的问题和薄弱点进行分析，有针对性制定规划和改造方案。

（3）对配电网进行负荷预测。对本地区配电网未来的负荷进行预测。

（4）配电网网络结构规划。

3.2 考虑分布式能源接入的配电网协调规划

3.2.1 分布式电源的选址与定容规划

分布式能源的选址和定容非常重要。分布式能源的布点优化需要从分布式能源运行费用最小的角度进行，同时要以分布式电源安装容量最大为优化目标。

3.2.2 含有分布式电源的配电网扩展规划数学模型

配电网规划数学模型通常由三种角度建立：投资、网损、环保效益。首先要保证配电网的安全稳定，在这个前提下，当分布式能源接入后，分析配电网的电压、网损、可靠性，将所期望的最小年支出费用作为目标，从经济性、可靠性、环保等角度建立数学模型。建立的数学模型为

其中minf是所期望最小的年支出费用，Coc为配电网线路投资和运行换算到每年的费用，C_PCEC为购电费用和环境价值换算到每年的费用，C_DG为分布式能源投资建设和维修折算到每年的费用，C_RE为每年的可靠性费用。

3.2.3 含有分布式电源的配电网规划的求解

通过采用改进布谷鸟优化算法进行含有分布式能源的配电网优化规划，采用0-1变量来表示配电网线路的改造或者新建，采用整数编码方式编码来表示分布式电源的选址以及定容，通过这种方法最终将实际问题的变量转化为与算法相对应的变量^[5]。

3.2.4分布式电源的配电网规划流程

   从含有分布式能源的配电网的电压、网损、可靠性等方面对整个配电网进行分析，将每年期望最小的费用支出为目标，从经济性、可靠性、环保三个角度建立配电网规划的模型，采用改进的布谷鸟算法的编码策略，分布式电源的期望出力运用蒙特卡洛模拟，由此得出了含有分布式电源的配电网规划方法的具体步骤流程。

图1 分布式能源的配电网规划流程

    该模型是基于对配电网的电压、网损、可靠性等方面进行分析之后，设定目标是年支出费用最小，采用的编码策略是基于改进的布谷鸟算法，分布式电源的期望出力运用蒙特卡洛模，座钟可以得到分布式能源的配电网规划方案。

    通过对含有分布式能源的特点以及对配电网可能产生的影响进行介绍后，对含有分布式能源的配电网规划进行了探讨，希望能够对相关人员有一定的参考价值。

 

参考文献

[1]高军彦，麻秀范.计及分布式发电的配电网扩展规划[D].河北:华北电力大学，2009.

[2]王凡，贺兴时，王燕，杨松铭.基于CS算法的Markov模型及收敛性分析[J].计算机工程，2012, 38(11):180-185.

[3]钱科军，袁越，石晓丹，ZHOU Chengke,鞠平.分布式发电的环境效益分析[J].中国电机工程学报，2008, 28(29):11-15.

[4]王劲峰，孟斌，李连发.中国太阳能热发电站选址模型研究田.地球信息科学，2007

9(6):43-47.