含分布式電源與充電站的配電網協調規劃

方樂軍

摘 要：分布式電源簡稱DG，就有能耗低，運用靈活等優勢。在能源利用高度緊張的社會中備受關注。分布式電源與充電站在配電網中的接入，是實現配電網經濟穩定運行的關鍵舉措，在電力系統發展中發揮著重要的作用。而如何協調二者在配電網中的應用，是本文中研究的重點。基于此，本文將對含分布式電源與充電站的配電網協調規劃進行研究。

關鍵詞：分布式電源；充電站；配電網；協調規劃

將分布式電源與充電站在配電網中進行協調規劃，在供電企業中，現有的方式就是將分布式電源、充電站以及配電網架等進行統一劃分。接下來進行選址定容，最后實現配電網架規劃，在以上規劃環節中，其中任何一種發生變化都會對規劃結果產生影響。

1 含分布式電源與充電站的配電網協調規劃模型

通過對配電網協調規劃的模型進行研究，通過模型的數學含義分析規劃細節。在實際的規劃模型建立中需要投資成本、環境成本、運行維護成本、目標函數以及約束條件。

1.1 投資成本

在配電網規劃中，投資成本并不是指對配電網架等方面進行費用投入，還涉及到很多內容，由于是分布式電源與充電站的配電網協調，因此還需要分別向分布式電源與充電站中投資。實際的投資成本環節中，所包含的內容比較多，例如路線、站建設以及電源安裝等[ 1 ]。

第一，方案制定。對配電網進行整體調查，并制定出初步的方案，在方案中需要對不同的配電線路中所需要的費用進行規劃。第二，確定總線路數量，并規劃出新建線路方案。由于實際情況不同，因此還需要制定出不同的更換方案，例如需要設計出需要更換的總體線路。第三，計算出充電站的固定成本，在固定成本之上需要計算出充電站的可變成本，也就是說這部分可變成本能夠針對線路改革，以及線路更新等進行隨意更改。第四，確定分布式電源的節點總數，以及分布式電源的類型總數，并計算分布式電源的安裝方案的單位容量成本。

1.2 環境成本

在環境成本分析中，需要對諸多問題進行綜合分析，雖然電能是清潔能源，但是其應用到工業生產中，工業生產排放污染物等對環境帶來直接影響，例如二氧化碳、二氧化硫以、一氧化碳等的排放。這些污染物排放環節中將會帶來環境污染懲罰，因此需要對該部分的成本進行計算[ 2 ]。

在計算中，包含很多因素，例如發電技術種類數、污染物種類數、污染物的環境價值、單位污染物排放所造成的罰款金額、發電技術生產單位電量污染物排放，發電技術年發電量。計算表達式為：

1.3 運行維護成本

在運行維護成本中，包含了很多內容的成本，分別為風力發電成本、光伏成本、電動汽車充電站的年運行維護成本，此外，還有配電網的購買電能費用成本。

在上式中，Cco為充電站的單位容量年運行費用，Pbuy是配電網在上級電網中所購的有功功率，P為單價。

1.4 目標函數

目標函數的類型有多目標函數和單目標函數，為了便于計算與研究，主要對單目標函數進行研究。

但是目標函數的公式為：

在目標函數中，E為期望值，a為投資成本年平均系數，Y為設備的投資償還期。

1.5 充電站充放電

在分布式電源與充電站的配電網協調規劃下，對充電站的功率提高要求。國家電網統一規定，充電站需要實行集中充電，通一配送的模式。基于這樣管理模式，能夠在換電站中對大型的放電設施進行集中管理以及集中控制。在電動汽車的充電站中，需要對兩種充電形式進行綜合考慮。

第一，單向充電模式。單向的充電模式比較簡單，當電網向充電站進行充電之后，能夠滿足電力設備的電池需求。但是充電站不能向電網中反向充電。

第二，雙向充電模式。雙向的充電模式是指，在滿足電力設備的電源要求下，以及系統潮流約束后，充電站實現充電和放電功能。

2 用改進的遺傳算法求解協調規劃模型

2.1 隨機潮流

采用隨機潮流法對配電網的協調規劃模型進行計算，對配電網中的節點電壓和支路功率的概率分布進行分析，假設各個節點的功率都是相互獨立，則節點功率方程和支路潮流方程為：S=f（X），Z=g（X）。

2.2 改進的遺傳算法

在被改進的遺傳算法中，以基因混合邊的模式，對配電網協調規劃模型進行求解，首先在該算法中，輸入原始數據，對染色體進行混合編碼，通過隨機潮流計算和校驗約束等模式，產生能夠滿足約束條件的初始種群。當種群數為1時，在算法中判斷是否滿足遺傳終止條件，當滿足條件時，輸出。當不滿足條件時，對個體的舒適度進行計算，然后精英策略保留，接下來進行輪盤賭選擇操作，并進行自適應交叉和變異處理。在采取隨機潮流計算，對個體的適應度進行重新計算，更新種群，種群數加1。

3 結論

本文對含分布式電源與充電站的配電網協調規劃進行分析，建立含分布式電源與充電站的配電網協調規劃模型，在該模型中主要包含了投資成本、環境成本、運行維護成本、目標函數以及約束條件等。

為了促進配電網的協調，提升適應力，用改進的遺傳算法求解協調規劃模型。

參考文獻：

[1] 劉柏良，黃學良，李軍，錢欣，程駿.含分布式電源及電動汽車充電站的配電網多目標規劃研究[J].電網技術，2015，02：450-456.

[2] 麻秀范.含分布式電源的配電網規劃與優化運行研究[D].華北電力大學，2013.