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分布式电源的配电网规划与优化运行姚传宇1 张庆宇2

发表时间：2021/7/2 来源：《中国电力企业管理》2021年3月作者：姚传宇1 张庆宇2

[导读] 在配电网运行中接入分布式电源会对电能质量、继电保护、配电网电流保护以及万损失消耗产生一定程度的影响。因此，相关技术人员需要结合可能发生的故障问题加以深入分析，从各类故障问题特点出发，全面仔细研究问题并应用有效的解决措施，以此维护配电网运行的安全性与可靠性。基于此，本文主要分析了分布式电源的配电网规划与优化运行。

1.黑龙江省国网七台河供电公司姚传宇1 154600
2.黑龙江省国网双鸭山供电公司张庆宇2 155100

摘要：在配电网运行中接入分布式电源会对电能质量、继电保护、配电网电流保护以及万损失消耗产生一定程度的影响。因此，相关技术人员需要结合可能发生的故障问题加以深入分析，从各类故障问题特点出发，全面仔细研究问题并应用有效的解决措施，以此维护配电网运行的安全性与可靠性。基于此，本文主要分析了分布式电源的配电网规划与优化运行。
关键词：配电网；分布式；电能输送；优化运行
中图分类号：TN914文献标识码：B
        引言
        随着分布式电源的不断接入电网，合理规划电网显得尤为重要。本文针对传统遗传算法单一性的问题，提出了改进的混合种群遗传算法。该改进的混合种群遗传算法可有效降低遗传算法的迭代次数，搜索能力更强。从综合投资最小的角度出发，构造分布式电源接入后的电网多目标优化模型，对配电网进行优化。算例表明，本文提出的控制策略可有效降低运行费用，带来更好的经济效益，而改进的遗传算法迭代速度更快，寻优能力更强。
        1分布式电源概述
        可再生能源以分布式电源（distributed generation，DG）的形式接入电网，是解决当前能源紧缺与需求增长、能源利用与环境保护两大矛盾的有效选择。采用高比例可再生清洁能源发电是充分利用我国各地区地理环境优势提供绿色电力的基础，是实现绿色清洁目标的重要举措。高比例分布式电源并网作为国家能源局能源扶贫政策的重要手段之一，近年来不断取得新的进展，部分地区分布式电源渗透率甚至出现大于100%的情况。在配电网中，高比例分布式电源接入带来的电能质量问题主要体现在电压波动、闪变及越限等方面。这些问题不但限制了可再生能源利用率，同时也危害了系统的安全稳定运行，对配电网的运行与控制提出了更高、更严格的要求[1]。
        2配电网规划的重要意义
        配电网是城市的重要基础设施，也是电力网的重要组成部分，其与人们生活、生产的顺利开展，以及与社会经济的发展都有着直接的联系，所以为了保证配电网的稳定性和可靠性，就必须做好配电网的规划工作。近年来，随着社会经济的迅速发展，我国用电负荷情况也日益严重，与此同时，用户对供电的可靠性、稳定性也提出了更高的要求。在此背景下，也需要电力企业科学开展配电网规划建设工作，以此来满足社会发展所需及满足用户供电需求。电力企业做好配电网的规划工作具有重要的意义和作用。比如通过科学合理的规划，可以发现配电网中存在的问题和不足，进而降低系统的网络损耗，提高系统供电的质量和效率，进而扩大电网的运行效益[2]。
        3分布式电源对于配电网的规划带来的影响
        第一，配电网电流保护，在配电网运行中，电流保护是比较常见的保护措施，当分布式电源接入之后，所发生的配电网电流短路故障与未分布式接入分布式电源有着明显的区别，接入的分布式电源会在很大程度上干扰配电网继电保护装置的稳定运行，进而降低配电网运行质量。配电网电流保护是指运用短时间内突然增大电流启动继电保护装置，当配电网线路电力超出额定电流值时，配电网继电器会发出跳闸指令，以此进行配电网电流保护。
        第二，负荷转移。负荷转移优化做为一个具体的优化问题已经相对复杂，但是检修时间优化需要求取负荷转移操作的方案以相关成本，所以二者构成了双层优化模型。外层为检修时间优化，内层为负荷转移优化，二者相互支持，时间优化为负荷转移优化提供每个检修时段下具体检修设备的信息。负荷转移优化负责求取对应的最优负荷转移路径和相关成本，返还给检修优化，作为检修优化适应度的一部分。二者信息共享，共同完成检修计划的制定工作[3]。

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        4分布式电源的配电网规划与优化运行策略
        4.1配电网的科学规划要科学布局好空间方位
        在配电网规划设计进程中，空间层面的合理布局可谓是、科学化规划的应有之义。配电网的建设和运营，要同时适应中、长期配电网规划之间彼此的对接，以便切实使配电网的建设始终合乎经济社会发展的一般需求，为新时代国家电力基础设施建设的长远发展谋好篇开好局。配电网空间布局的科学化和有序化，还有助于为配电网整体设计提供有价值的参考，在空间布局的前提下完成对配电网系统化的规划设计。为达成上述各项空间布局要求，要依照目标配电网的规划框架，在建设之前完成必备的修正和严密的调整，并审慎细分年度中配电网的规划方案；随后要为配电网施工项目的实地勘探，搞好技术等各方面的扶持，进而努力提升施工项目的可行性。当然，配电网规划设计，要始终建立调整和修正的基础上，使设计方案更加具体、明确、更可施行，为接下来配电网建设提供合乎设计需要的方案。
        4.2提升分布式电源接入系统稳定性
        从配电网系统约束保护层面来讲，根据配电网运行分布式电源接入需求，确定准入容量极限，既可保证电源准入容量的科学性，又可为配电网运行提供强有力的保护。当发生系统运行故障后，一般的处理处理措施是将分布式电源接入配电网中，因为分布式电源会改变故障位置附近节点的短路容量。配电网发生短路故障时，经过配电网的短路电流不单单体现在电流数值上的变化，其短路电流方向也会发生改变，在这种变化影响下，原有的配电网机电保护的稳定性与可靠性会下降。针对接入分布式电源所引起的短路故障具体可从采取以下两种措施加以解决，一是，当配电网运行发生短路故障时，可将配电网所接入的全部分布式电源退出运行，恢复原有的配电网运行结构，如何所产生的短路电流也可恢复到正常状态，以此确保配电网机电保护装置的工作运转的稳定性。二是，优化调整原有的配电网继电保护方案，未接入分布式电源的配电网继电保护，其灵敏性、方向性在校验上无法满足相关要求。分布式电源接入系统的应用在一定程度上改变了配电网机电保护定值，基于此，相关技术人员可参照配电网机电保护需求，运用高频闭锁方向保护及高频闭锁距离保护，以此维护配电网机电保护的正常运行。另外，保证接入分布式电源的配电网平稳运行，相关技术人员应当有效可控制电源选址过程，并应用智能优化算法，将各种配电网故障限定载客可控范围内。在配电网运行应用分布式电源接入系统，可借助微电网整合多方优势，以并网及孤岛运行条件下，输送电能，不断弥补配电网结构漏洞，以此优化配电网电能传输效率与质量[4]。
        4.3强化分布式电源与变压器之间的经济运行模式
        在对输配电网进行经济调度时，需要从两个方面入手。一方面，针对分布式电源的应用时间进行调整，如削峰填谷与调整负荷，以保证输配电网中的网损情况在多数情况下保持均衡态势，同时有效降低线路中的有功与无功损耗。另一方面，在空间层面上对变压器与线路之间的关系进行科学调控，如改变变压器在输配电网中的位置或者对变压器之间的线路容量进行调整，能够对线路负荷进行重新分配，进而起到控制输配电网损的目的。此外，由于分布式电源模式在安装过程中具有灵活优势，可以在实际应用中通过调整分布式电源接入位置，根据输配电网的能耗情况找出最佳的接入位置，有利于削峰填谷工作的顺利进行。
        结束语
        综上所述，就配电网发展建设需求来讲，应用分布式电源接入系统是必然趋势，分布式电源技术有利于配电网的安全稳定运行。从客观角度出发，分布式电源直接关系到配电网电压，对其进行合理规划设计，可有效提升配电网继电保护。
参考文献：
[1]盛春光,张炼.分布式电源接入系统的研究[J].科技视界,2017(8).
[2]古展基,黄煜翰,黄勇,魏长春，蔡泽祥.含分布式电源的配电网自适应保护方法研究[J].机电工程技术,2020（01）.
[3]邢魁中.论分布式电源对煤矿电力配电网系统的影响[J].电工文摘,2015(03):60-61.
[4]龙俊.浅析混合储能系统在分布式电源并网中的应用[J].广东职业技术教育与研究,2019,(004):183-186.