淺析分布式發電對配電網可靠性的影響

武偉鳴，張博，呂昊，樊銳軼

（國網河北省電力公司，河北 石家莊 050021）

淺析分布式發電對配電網可靠性的影響

武偉鳴，張博，呂昊，樊銳軼

（國網河北省電力公司，河北 石家莊 050021）

本文就分布式發電并網運行對配電網可靠性的影響進行了研究。計算可靠性指標采用區間算法，通過一個簡單的配電網模型，得出含DG的配電網可靠性指標計算公式。將IEEEE-RBTSBUS6測試系統作為研究算例，對發電機組不同運行狀態和發電工況下配電網可靠性指標進行分析，最后驗證了分布式發電并網運行在改善配電網可靠性方面的作用。

區間算法；分布式電源；并網運行；可靠性評估

0 引言

就目前而言，分布式發電技術發展迅速，在電能生產方面，分布式發電所占比重逐漸增大。同時，分布式發電對于配電網的結構也造成了一定的影響。

1 基于區間算法的配電網的可靠性評估

因為需要將配電網元件以及負荷原始參數的不確定性作為考慮因素，所以利用區間算法對分布式電源并網運行可靠性指標進行計算，同時還對不同的分布式電源模型進行了分析，以此來對配電網的可靠性影響進行說明。

（1）可靠性區間運算。若給定區間數，運算過程如下：

［x］=［x,x］,［y］=［y,y］

［x］+［y］=［x+y,x+y］,

［x］-［y］=［x-y,x-y］,［x］.［y］=［x.y,x.y］

［1/y,1/y］=［x/y,x/y］

若將每個負荷點的可靠性指標設為Ui，將平均故障率設為λi，那么根據反演公式可以求出負荷點的平均停運持續時間，設其為γi，可以得到：

［λi］=Φ（［λi］，［Ui］）

（2）含DG的配電網可靠性計算模型。圖1是一個含有DG的簡單配電網圖：

圖1

對于含分布式電源系統中的孤島而言，在發電量不能滿足負荷需求時，可能會切除部分負荷，在負荷下降明顯時，還有可能斷開部分分布式電源。為了保證配電網的可靠穩定供電，本文采用啟發式孤島劃分算法。第一步對孤島的形成進行假設，假設孤島能夠形成，在線路的二重故障的影響完全忽略的情況下，位于孤島DG上游的負荷LP問題就應該屬于線路和DG的二重故障問題。并且若是負荷點所在位置的線路發生故障時，這個負荷點就一定會停電，供電恢復時長由故障修復時長決定。對于孤島DG下游側DGD的負荷點LPK而言，除線路和DG之間的二重故障所帶來的影響之外，還有一種可能會導致負荷點的供電中斷，那就是負荷點和DG之間的線路故障。在此時，負荷點LPX的故障率以及年平均停電時間應該是：

在上式中λD表示的是DG的故障率，γD表示的是故障修復所需的時間，γq位于負荷點LPX和DG二者前面的每一條供電線路的故障率，γq則表示的是故障修復時間，λp表示的是負荷點LPX和DG之間每一條供電線路的故障率。N表示DG和負荷點LPX的供電線路數量。M表示DG和負荷點LPX之間的供電線路數量。因為孤島內負荷需求不能保證一直被滿足，即DG的發電量不是一直足夠的，所以需要對孤島形成的概率進行判斷。若該條件下不能形成孤島，則可按照系統沒有安裝DG時運用的方法進行分析。經過分析，可以得到每個負荷點的可靠性指標。配電網可靠性指標包括了SAIFI、SAIDI、CAIDI、ASAI以及ENS等，其中，SAIFI指的是系統平均停電頻率，SAIDI是系統平均停電持續時間，CAIDI是用戶平均停電持續時間，ASAI是系統平均供電可用率，ENS是系統的缺供電量。

2 算例

本文將IEEE-RBTSBus6測試系統主饋線F4作為算例，圖2是其結構示意圖。

圖2

從圖2可以看出，該系統共有線路30條，負荷點23個，熔斷器23個，與此同時還有23個用戶變壓器和4個斷路器，2個分布式電源以及21個隔離開關。分布式電源是加在23號和第29號主饋線處。在計算過程中，將熔斷器故障以及斷路器故障率設為0，隔離開關的操作時間為30分鐘，區間的取值為0.4～0.6，每一條主饋線的平均修復時間為4小時，其故障率為每千米0.05次。用戶變壓器的修復時間為30小時，發生故障的概率為每臺0.015次，其區間值的誤差均按照20%來計算，分布電源的區間誤差值按10%計算，發生故障的概率為4次/a，修復的時間平均為50小時。將圖2作為依據對可靠性模型進行分析計算，若不考慮DG的作用，可靠性指標如表1所示。

表1

若不考慮容量限制，則可以將DG作為配電網，那么計算的結果如表2所示。

通過計算結果對比可以看到，影響系統可靠性的因素是多種的，所以需要對分布式發電系統的容量配置進行合理的安排。

表2

3 結語

隨著分布式發電的迅猛發展，大規模分布式發電并網運行已成為智能電網發展的必然趨勢，所以對于不同的分布式電源模型的可靠性研究是非常有必要的。與此同時，還應該對分布式電源選址定容的合理性進行考慮，分布式發電和傳統的發電方式進行合理配置，將會使得配電系統的運行與發展變得更加的健康有序。本文采用區間算法對配電網不同運行狀態下的可靠性進行了較為有效的評估，計算結果與工程實際契合程度較高。

[1]賀先強，丁堅勇，陳丹.計及分布式發電影響的配電網可靠性評估[J].電氣應用，2008,03:60～64

[2]錢科軍，袁越，ZHOUCheng-ke.分布式發電對配電網可靠性的影響研究[J].電網技術，2008,11:74～78.

TM732

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1671-0711（2016）10（下）-0109-02