含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)

劉 寧王 穎張 枚

（1.天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津 300384；2.天津市龍網科技發(fā)展有限公司，天津 300181）

含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)

劉 寧1王 穎2張 枚1

（1.天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津 300384；2.天津市龍網科技發(fā)展有限公司，天津 300181）

本文在深入研究配網特點的基礎上，介紹了含分布式電源系統(tǒng)的研究情況，分析了系統(tǒng)開發(fā)完成的多個實用功能。

分布式電源；配電網分析；結構；功能；關鍵技術

隨著電力政策的實施，分布式電源作為一種新興的發(fā)電模式逐步被廣泛關注，各地也先后建設了分布式電源接入配網工程。由于分布式電源的建設運行會對配電網系統(tǒng)電壓分布、電壓閃變、直流分量、保護等方面產生不利影響，同一規(guī)模的分布式電源接入配網位置的不同，對電網產生的影響也不同，因此亟需一套含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)軟件，提供包括潮流計算、短路計算、機電暫態(tài)仿真以及電磁暫態(tài)仿真等一系列實用化功能，對分布式電源接入配電網后的電網情況進行定量分析，得出分布式電源接入配電網后對電網的影響，進而分析接入方案的技術合理性。

1 含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)的結構和功能

1.1 系統(tǒng)定義。含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)包含傳統(tǒng)電力系統(tǒng)常用的設備模型與參數庫，并支持各類分布式電源模型，在此基礎上，系統(tǒng)可對有源配電網進行供電質量、可靠性、運行安全、供電能力等多種計算，并可給出詳細深入的綜合分析結果。客戶依據本系統(tǒng)全面評估配電網，及時發(fā)現(xiàn)電網薄弱環(huán)節(jié)。

1.2 系統(tǒng)結構。含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)的架構采用了先進的插件式設計，通過在基礎平臺上加載不同的模塊插件來擴充軟件的功能。系統(tǒng)通過模塊的組合形成電網分析的功能體系。各個模塊可獨立工作，互不影響，能夠方便用戶在業(yè)務擴展后的功能添加，不需重新購買整套軟件，節(jié)約成本開支。同時，產品的各個功能模塊還可以嵌入到客戶已有的系統(tǒng)中，解決了多個系統(tǒng)間數據流轉的問題。

1.3 系統(tǒng)功能。含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)包括基礎支撐平臺、輔助規(guī)劃設計模塊、工程管理模塊、分析計算模塊、評估模塊、結果展示模塊六大模塊，具體功能劃分如圖1所示。

（1）基礎支撐平臺包括圖形平臺管理、基礎數據管理、算法平臺及展示平臺。

（2）輔助規(guī)劃設計模塊主要包括模型設計和分布式電源接入系統(tǒng)方案設計相關功能。

（3）工程管理模塊主要包括新建/打開工程、關閉工程、導出工程等。

（4）分析計算模塊主要包括潮流計算、短路計算、可靠性分析、網絡接納能力等多種計算。

（5）結果展示模塊主要包括報表展示、可視化圖標展示等多種展示形式。

2 關鍵技術研究

2.1 先進實用的模型與算法

2.1.1 清晰明確的網絡拓撲機制。配電網絡的規(guī)模大、設備多、網絡復雜，即使是中等規(guī)模的供電分公司，也會管轄數百條線路，每條線路上設備數量少則過百，多則逾千。

通過對電網的研究和認真分析，我們采用了一套新的拓撲機制，在程序啟動初期將數據庫中的數據讀到系統(tǒng)內存當中，然后找到系統(tǒng)網絡中的所有開關向其兩邊搜索，得到元件間的連接關系。當所有開關搜索完畢后，網絡模型即建立完成。此時，所有有電流經過的線路都知道自身的高壓端點和低壓端點，當有開關執(zhí)行斷開或閉合操作時，都向開關的低壓端方向分析電流流向，遇到斷開的開關為止。這樣，在網絡拓撲完成的同時，系統(tǒng)內部保留了網絡設備參數信息、網絡設備拓撲信息、網絡功率流向信息等，有效的保證了系統(tǒng)的運行性能。

2.1.2 專業(yè)準確的算法理論。系統(tǒng)基于多年分布式電源接入經驗開發(fā)完成，為用戶提供涵蓋220kV～0.4kV電網運行安全性、供電質量、可靠性等多方面分布式電源接入的數據分析，給出詳細、全面、深入的綜合計算評估結果，為接入方案的制定提供支撐，輔助用戶快速選擇最優(yōu)的分布式電源接入方案。

2.2 快速的電網搭建方法

為使用戶快速完成電網算例的搭建，系統(tǒng)提供了豐富的元件模型庫，并為復雜的非線性模型建模提供了多種形式的自定義接口，支持通過元件自定義進行模型的自主搭建，產品提供了信號發(fā)生器、傳遞函數、運算環(huán)節(jié)等多類控制元件模型，并根據現(xiàn)有研究成果提供已搭建完成的分布式電源設備模型，進一步提高電網算例的搭建效率。

圖1 系統(tǒng)應用功能組成

2.3 豐富的結果展示形式

圍繞用戶的關注點在傳統(tǒng)報表展現(xiàn)形式的基礎上添加了多種新的展現(xiàn)形式，如餅狀圖、折線圖、雷達圖等，同時配合結果主題圖展現(xiàn)，能夠直觀的反應電網的計算分析結果，方便用戶查看電網中存在的問題。針對時序潮流等算法結果，系統(tǒng)還提供了時序結果展示，能夠清晰的反應出電網的運行狀態(tài)。

結語

《含分布式電源的配電網分析系統(tǒng)》是適應于供電企業(yè)配電網工作的實際需求而設計研發(fā)的。根據用戶的實際工作需要，系統(tǒng)提供了多種電氣計算，涵蓋了供電能力、運行安全性、供電質量、可靠性及設備運行維護水平等多方面的電網分析功能，針對分布式電源接入業(yè)務的增加，形成了配電網分析體系。并給出詳細、全面、深入的綜合計算評估結果，同時提供評估指標自定義，使電網的評估更具有針對性，保證了分析工作的開展，為指導電網建設提供科學依據。

[1]歐陽為民，劉浩.一種自適應樹形結構顯示算法[J].小型微型計算機系統(tǒng)，1998，19（01）：72-76.

[2]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.

[3] QGDW 370-2009，城市配電網技術導則[S].

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