分布式可再生能源接入配電網的運檢風險評估

仝旭波

摘要：新時期我國電力行業發展中能耗問題的存在，對配電網運行中的生產效益產生了一定的影響。在此背景下，為了保持配電網良好的運行狀況，增強其運行中的節能環保效果，則需要重視分布式可再生能源使用，擴大這類能源在配電網中的應用范圍，并了解其對配電網的影響。基于此，本文對分布式電源的配電網運檢進行風險評估。

關鍵詞：分布式可再生能源;配電網;運檢

引言

隨著能源危機的出現及可再生能源發電技術的發展，分布式可再生能源作為一種新型的能源利用方式，在配電網中的應用越來越廣泛。風電、光伏等分布式可再生能源接入配電網后，由于其出力的間歇性、隨機性及不確定性，對配電網的電壓、網損、供電可靠性等將產生影響。介紹了分布式電源的特點，并分析其對配電網運行的影響;分別對含分布式電源的配電網風險評估。

1分布式可再生能源發電特征和技術類型

1.1分布式發電的特征

分布式發電主要指用戶側或配電網側的小型風電、光伏、水電、天然氣發電等發電系統。由于不同國家（或地區）分布式電源的發展背景、發展階段、電力總需求、電網規模和電壓等級等均存在差異，因此在對分布式電源的定義方面也不盡相同。我國發布的相關政策文件和并網標準等，對分布式發電技術類型、運行特征以及容量等給出了定義。這些定義均提出了明確的特征性指標：①不限電源技術類型;②配電網或用戶側接入，主要目的是就近消納，提升能源利用效率;③接入的電壓等級和容量限制。分布式電源具有對資源情況需求較低、輸電距離短、就近并網就地消納等特點。

1.2分布式可再生能源概述

①分布式可再生能源具有利用效果好、損耗小、污染少、運行靈活，系統經濟性好等特點，發展過程中面臨著并網、供電質量、容量儲備、燃料供應等問題;②分布式可再生能源采用先進的能源轉換技術，盡力減少污染物的排放，并使排放分散化，滿足環境保護要求。同時，分布式可再生能源利用其排放量小、排放密度低的優勢，可以將主要排放物實現資源再利用，確保配電網運行中的資源利用有效性;③分布式可再生能源利用過程中，通過對間歇式能源利用情況的分析與考慮，可實現對光資源的科學利用，像青藏高原地區光資源非常豐富，那里的平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日照時間長，且被人們稱為“日光城”的拉薩市，有著充足的光資源，具有較大的開發潛力。同時，太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規律相反：并非是隨著緯度的增加而減少，而是隨著緯度的增加而增長，需要在間歇式能源利用中給予這類情況必要的考慮。

2分布式可再生能源接入對配電網的影響

2.1網絡損耗及線路潮流方面的影響

（1）基于分布式電源的配電網系統，若這類電源應用中只能部分滿足與之相關的相鄰節點有功負荷需求，則能降低配電網運行中的線路損耗。（2）基于分布式電源的配電網系統運行，若這類電源運行中在滿足部分相鄰節點有功負荷的同時若系統的總有功負荷相比DG出力下的有功負荷更大，則會使配電網運行中的局部損耗加劇，但其整體的有功損耗相比以往是減少的，有利于降低配電網運行中的能源消耗率，滿足其節能要求。若在分布式可再生能源運用中構建光伏發電系統時，應考慮這些內容：根據歐盟聯合研究中心的預測，到2030年可再生能源在總能源結構中占到30%以上，光伏發電在世界總電力的供應中達到10%以上;2040年可再生能源在總能源結構中占50%以上，光伏發電將占總電力的20%以上，到21世紀末可再生能源在能源結構中占到80%以上，光伏發電容量占到60%以上。（3）當分布式電源的輸出總量大于配電網運行中的整體負荷量時，則會加劇其應用過程中的能耗，從而加大配電網的運行成本。

2.2接入位置對電壓分布的影響

（一）單個接入點。（1）分布式可再生能源并網點在線路前端，線路電壓沿線下降，但總體呈現兩種趨勢：①接入點靠近線路首端，自饋線首端起，節點電壓分布呈現依次平滑降低的規律，但各節點電壓與未接入前相比均有一定程度的升高;②接入點為非線路首端，饋線首端至并網點與并網點至線路末端呈現兩種不同的降低趨勢，饋線首端至并網點間線路電壓降低較平滑，并網點至饋線末端線路電壓降低較快。（2）分布式可再生能源并網點在線路后端，自饋線首端至并網點線路電壓呈現先降低后升高的趨勢，而并網點之后的電壓依次降低，因此分布式可再生能源并網點成為局部電壓最高點。（二）多個接入點（以兩個為例）。當一回10kV線路不只一個分布式可再生能源并網點時（以兩個為例），同一滲透率不同接入位置情況下，線路電壓分布存在以下幾種情況。（1）自饋線首端起，線路節點電壓分布沿線降低，但存在兩個“拐點”，電壓下降趨勢呈三段式，饋線首端為線路電壓最高點。（2）自饋線首端至第一個并網點，節點電壓呈下降趨勢，兩個并網點之間線路節點電壓呈先下降后上升的趨勢，第二個并網點后電壓依次降低，饋線首端仍為線路電壓最高點。（3）自饋線首端至第一個并網點、兩個并網點之間線路節點電壓均呈先下降后上升的趨勢，第二個并網點后電壓依次降低，第一個并網點為線路電壓最高點，第二個并網點為局部電壓最高點。（4）自饋線首端至第一個并網點，線路節點電壓均呈先下降后上升的趨勢，兩個并網點間線路節點電壓呈上升趨勢，第二個并網點后電壓依次降低，第二個并網點為線路電壓最高點。

3含分布式可再生能源配電網運檢風險的動態評估

3.1模糊綜合評判

考慮到各種評估因素對風險評估的模糊性，采用模糊綜合評判方法動態評估實時的配電網綜合運檢風險水平。本文將細分風險的實時風險水平作為輸入，得到評價矩陣，然后依據大量數據和資料，將各風險的嚴重程度確定為每種風險的基礎權重。充分利用實時傳輸的系統運行數據，修正權重，反映出最新變化，建立基于客觀熵權的變權模糊綜合評判模型。風險評估體系中，底層細分風險與中間層分類風險以及頂層的整體風險間通過模糊綜合評判的權重層次結構聯系，由底層決定中間層進而計算得到頂層風險數值。（2）基于客觀熵權法的算法權重計算根據配電網運行狀態實時變化風險指標，為了保證權重的客觀性，本文引入信息熵權的概念構建客觀熵權賦權值計算方法，對于n個待評價指標，每個指標有m個樣本（指標變量的一段時間內的運行狀態數據），每個樣本的數值為xkl（k=1，…，n;l=1，…，m）。定義第k個指標的熵

結語

綜上所述，在分布式可再生能源的作用下，有利于提高配電網運行中的能源利用效率，使得其能夠處于穩定、高效的運行狀態，進而為我國電力事業發展注入活力。 因此，未來在開展配電網方面的研究工作時，需要結合節能環保方面的要求，給予分布式可再生能源在配電網中的應用更多的關注， 并將這類能源對配電網的影響研究工作落到實處，從而保持配電網良好的運行工況。本文的權重確定方法為專家打分、 層次分析法等主觀方法和依據系統實時信息的客觀熵權法相結合的方法，是對專家打分法在應用中的改進。

參考文獻

[1]劉東，張弘，王建春.主動配電網技術研究現狀綜述[J].電力工程技術，2017，36（4）：2-7.

[2]王蕾.分布式電源建模及其對配電網可靠性的影響研究[D].合肥：合肥工業大學，2015.

[3]占曉云.分布式電源接入對配電網運行的影響分析[J].低碳世界，2015（15）：66～67.