芻議智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的規(guī)劃

譚婭

摘 要：分布式電源指的是發(fā)電功率在數(shù)千瓦到50MW之間的小型模塊式具有良好兼容性的獨立電源，具有靈活方便、可靠性高、供電效率高、污染低等優(yōu)勢，分布式電源在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，本文就分布式電源進行了簡要的概述，重點分析了智能電網(wǎng)中分布式電源的建設(shè)規(guī)劃方法。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)建設(shè) 分布式電源 定容 選址

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0036-02

隨著社會的不斷發(fā)展，電力需求量也在不斷的增加，這為電力行業(yè)帶來了較大的壓力，為了緩解電力能源的危機，行業(yè)內(nèi)相關(guān)工作人員在不斷地進行研究提高電網(wǎng)體系能源效率的方法，智能電網(wǎng)通過先進的測量技術(shù)、傳感技術(shù)、控制方法等，保障了電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性，同時能夠更加科學地分配電力能源，未來智能電網(wǎng)將成為我國電網(wǎng)的主要發(fā)展方向。智能電網(wǎng)建設(shè)過程中分布式電源的規(guī)劃問題是工作人員需要重點關(guān)注的問題之一。

1 分布式電源概述

分布式電源不直接與集中輸電系統(tǒng)連接，電壓等級基本都在35kV以下，包括各種儲能裝置及發(fā)電設(shè)備，分布式電源是一種新型的能源生產(chǎn)系統(tǒng)，根據(jù)裝置的使用技術(shù)不同，分布式電源可以分為許多種類，比如：風力發(fā)電、內(nèi)燃機組發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、小型水力發(fā)電等，根據(jù)使用能源的類型，分布式電源裝置又可以分為可再生能源發(fā)電、化石能源發(fā)電兩種。分布式電源可靠性高、發(fā)電效率高、使用靈活方便，發(fā)電過程中產(chǎn)生的污染較低，主要分散布置在用戶的附近。智能電網(wǎng)建設(shè)過程中使用分布式電源，能夠有效地提高電力系統(tǒng)的可靠性，在電網(wǎng)出現(xiàn)大面積停電事故之后，分布式電源依然能夠正常運行，提高供電電網(wǎng)的安全性、可靠性。同時利用分布式電源，可以有效地降低電能的消耗，有利于促進低碳經(jīng)濟的發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)過程中分布式電源的規(guī)劃

智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源的定容選址十分重要，分布式電源的容量以及位置對于整個電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性有著直接影響，下文將從這兩個方面就分布式電源的規(guī)劃工作進行簡要的討論。

2.1 智能電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源優(yōu)化規(guī)劃模型

分布式電源優(yōu)化規(guī)劃目標模型建設(shè)是要結(jié)合分布式電源的網(wǎng)絡(luò)損耗、投資總費用等因素綜合考慮，分布式電源的優(yōu)化目標主要有3個，分別是投資總費用（設(shè)為f1（x），單位是萬元）、網(wǎng)絡(luò)損耗（設(shè)為為f2（x）單位是MW）、最大容量（設(shè)為f3（x），單位為MW）。分布式的電源規(guī)劃安裝個數(shù)固定時，由于子目標單位不一致，不能直接進行加權(quán)操作，需要歸一化處理目標函數(shù)，將網(wǎng)絡(luò)損耗降低程度轉(zhuǎn)化為購電成本節(jié)約，使得單位統(tǒng)一為元。權(quán)重因子以w1、w2進行表示，歸一后目標函數(shù)表示為，節(jié)點i上分布電源的安裝容量表示為nDG，安裝成本表示為ci1，單位容量設(shè)備總成本表示為ci1，線路選擇系數(shù)表示為x1，線路成本表示為C1，目標函數(shù)歸一后f1（x）模型表示為，新增的總負荷用Pa表示，最大負荷年利用小時數(shù)用Tmax表示，λi表示第i個分布式電源的功率因數(shù)，接入的分布式電源的個數(shù)用m表示，配電網(wǎng)的有功功率損耗及規(guī)劃后損耗用Ploss表示，可以表示為。

2.2 含分布式電源的配電網(wǎng)潮流計算

分布式的電源介入智能電網(wǎng)的方式各不相同，目前來說，主要有換流器、同步機、異步機幾種，分布式電源在智能電網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、介入位置、負荷量等都會影響到配電網(wǎng)線路潮流的方向、大小等。比如：分布式電源從配電網(wǎng)末端介入時，從線路中流過的無功及有功功率都會減小，如果從變電站節(jié)點介入時，線路的負載能力不會發(fā)生改變，但電源的總?cè)萘繒l(fā)生變化。配電網(wǎng)的有功功率為PL，負荷的有功功率為PDG，二者之間的差值定義為，當數(shù)值小于0的時候，此時節(jié)點向配電網(wǎng)輸送有功功率，數(shù)值為，當?shù)扔?時，說明配電網(wǎng)與負荷之間不存在功率流動，當超過0時，配電網(wǎng)向節(jié)點輸送有功功率，數(shù)值同樣為。

2.3 AGA算法在分布式電源選址及定容中的應(yīng)用

基于改進AGA算法的分布式電源選址定容的流程如圖1所示。

分布式電源的位置以及容量利用二進制碼進行表示，配電網(wǎng)絡(luò)允許N個節(jié)點安裝分布式電源時，分布式電源的建設(shè)方案利用變量C{c1、c2…cn}表示，譯碼之后可以得到一個常數(shù)X，如果該常數(shù)不為0，該節(jié)點上可以安裝分布式電源，待安裝的分布式電源的安裝容量為0.1X，單位為MVA，如果該常數(shù)為0，說明該節(jié)點上不能安裝分布式電源。

遺傳算法中，一般會隨機產(chǎn)生初始解。該模型中，分布式電源容量及位置的初始解產(chǎn)生步驟如下：首先，電力工作人員需要根據(jù)規(guī)劃設(shè)計的配電網(wǎng)的負荷總?cè)萘?，選擇分布式電源最大的接入容量；其次，利用上述的計算模型，可以隨機產(chǎn)生一組初始解；最后，需要對群體中的個體進行校驗，如果所有的分布式電源的容量都在電網(wǎng)對應(yīng)負荷量之下，且分布式電源的接入容量控制在電網(wǎng)最大接入容量以下，則該群體就為分布式電源位置及容量的初始解。

經(jīng)過對群體的遺傳操作之后，個體與結(jié)構(gòu)之間被重組，信息重新進行交換，群體的品質(zhì)得以提升，更加接近最優(yōu)解。然后利用最優(yōu)保留策略選擇算子，選擇改進的“自適應(yīng)交叉算子”方式，將低于適應(yīng)度平均值的個體淘汰出去，高于適應(yīng)度平均值的個體保留下來。利用遺傳代數(shù)方式作為最終的判斷依據(jù)，可能會浪費不必要的時間，實際的計算過程中，可以將最優(yōu)個體適應(yīng)度值保持連續(xù)不變的最大代數(shù)以及最大遺傳代數(shù)結(jié)合起來，用于終止搜索。

3 結(jié)語

與傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃方式相比，分布式電源具有許多優(yōu)點，但就目前來說，我國各地區(qū)智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，分布式電源的規(guī)劃設(shè)計方法還存在著許多不足之處，這在一定程度上阻礙了分布式電源的推廣使用。電力規(guī)劃人員在實際的工作過程中需要綜合考慮電網(wǎng)性能、電能質(zhì)量、環(huán)境因素、分布式電源容量、分布式電源位置等多重因素進行合理設(shè)計。本文僅從選址及定容兩方面就分布式電源的規(guī)劃問題進行了分析，受篇幅所限，文章介紹的內(nèi)容十分淺薄，僅為電力系統(tǒng)有關(guān)規(guī)劃人員的工作提供參考。

參考文獻

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