降壓節能調節下的主動配電網運行優化策略

文/王俊融　張俊瑋　歐家祥　宋強　楊婧

1　配電網降壓節能的意義

隨著我國電力體制改革的不斷發展，使主動配電網公司能以市場參與主體的身份進行購電和售電。在實際運行過程中，當市場電價＞主動配電網的售電電價時，買入的電量越多，主動配電網公司的虧損也越大，為了降低虧損，需使用降壓節能調節技術對主動配電網運行進行優化。在可充分利用可再生能源的基礎上，從經濟、節能的角度對發電機組進行排序，實現機組發電量的最佳分配。在實際應用過程中，當用戶用電終端節點電壓出現下降時，利用降壓節能技術可使用戶用電量降低，而當市場購電價格過高時，利用降壓節能技術可使購電量相應地減少，進而提升電網運行的經濟性。

2　主動配電網運行優化策略

配電網優化調度的目標主要為市場調度、節能調度、綜合調度、經濟調度4種類型。在電力市場的機制下，電力調度主要是將經濟成本作為最小目標，實現機組的最優分配。在保證系統可靠運行的基礎上，實現系統運行成本的最低，綜合考慮環保、經濟、安全等方面的因素，實現機組發電量的最佳分配。在進行主動配網潮流計算時，一般不需要對頻率的變化進行考慮，而利用電壓的靜態特性表示配網的負荷模型。

由于采用降低節點電壓的方法使用戶電能使用量降低時，會網損變大，而這一部分增大的網損主要由ADisCo承擔（假設電網的運行和市場購電決策由ADisco負責）。因為利用降壓節能技術節省的電能遠高出降壓造成的網損，因此可對這一部分網損進行忽略。

表1：算例結果對比

3　案例介紹

某主動配電網采用IEEE33輻射狀配電網系統，在系統的基礎上修改了有載調壓變壓器（OLTC）、分布式可再生發電（DG）、負荷參數、并聯電容器。負荷量是已知的，系統中共有6個DG，分別處于節點5、7、15、22、26、31，DG出力情況未知。另外系統中在節點 8、10、12、17、18、28、29、31 還包含了8個1L，每一處可使用的組數最大值為10，每一組的大小為0.03Mvar。國內統一的配電網售電價格為40USD/MW.H，1L簽訂的合同價格為10USD/MW.h，運行過程中使用的靈活可中斷不成價格為40USD/MW.h，DG有功成本為10USD/MW.h。

為了驗證降壓節能調節理論的正確性，對此案例進行了仿真分析：算例1指的是基礎模型，該模型不需要考慮CVR控制、1L控制、無功優化控制；算例2是以算例1為基礎，考慮無功優化，但不對CVR控制和1L進行考慮；算例3是基于算例2，不對CVR控制進行考慮，但對1L進行考慮；算例4是基于算例3對負荷CVR進行考慮。所有算例都利用優化軟件平臺上的求解器進行計算。

4　計算結果

文章主要以主動配電網現行潮流模型進行計算和分析，并利用全電壓等級在線理論線損計算系統進行計算。當負荷達到該值后，AND處于正常運行時，電壓下限值為0.90PU，主動配電網在正常運行的過程中，電壓幅度值會處于10%以內，電幅值誤差也可保持在工程允許的范圍中。

經計算，主動配電網公司算例1總利潤為18985.53USD，算例4時主動配電網公司總利潤為27311.27USD，算例1和算例2都存在電壓越限的情況，由于算例2中應用了并聯電容器和OLTC等武功優化控制裝置，在一定程度上緩解了算例2中電壓越線的問題。算例1和算例2中的低電壓問題對主動配電網公司分別造成了8964.1USD和1988.18USD的損失，導致算例2總利潤要高出算例以總利潤6974.03USD，算例3中通過使用并聯電容器、OLTC、1L沒有出現算例1和算例2中電壓越限的情況，算例3中1L成本為737.34USD，在應用1L后，系統整體負荷降低，將算例3和算例2的計算結果進行對比后，主動配電網整體售電收益降低了401.96USD，實時購電成本期望下降了90.06USD，日前購電成本降低了382.10USD，算例4基于算例3的基礎增加了CVR控制，總利潤值達到了27311.27USD，為所有算例中利潤最高值，降低了1L控制成本。算例4和算例3相比，主動配電網控制成本由原來的737.34USD下降至168.63USD，主動配電網收益從原來的64514.42USD降低至62238.64USD。算例結果如表1所示。

從表1可看出，在使用CVR進行控制后，算例4每小時可使用有功負荷降低2～3.5MW.h，算例41L使用量比算例31L的使用量降低了75%，使整體成本顯著下降，提升了主動配電網企業的經濟效益。

5　結束語

綜上所述，在主動配電網運行過程中，采用降壓節能調節的方法可有效降低運營成本，提升主動配電網企業的經濟效益，進而達到優化配電網公司收益的目標。文章結合實際案例進行分析，提出了考慮實時電價不確定和風電不確定的主動配電網安全運行優化模型，可對降壓節能負荷、可中斷靈活負荷、電容器、OLTC等措施進行合理的應用，在保證主動配電網安全運行的同時，使主動配電網的利潤實現最大化。