智能電網中分布式新能源電源規劃研究

朱俊樾

（廣東電網有限責任公司汕頭供電局，廣東 汕頭 515000）

0 引 言

隨著電力系統的不斷發展和進步，智能電網已經成為電力體系發展的必然選擇，分布式電源作為集中式供電的補充模式受到了廣泛關注，能在減少資源損耗的同時提升供電可靠性，也充分踐行了堅強智能電網的架構要求。

1 智能電網中分布式新能源電源規劃的原則

一方面，分布式新能源電源在智能電網規劃工作中要秉持多元性原則，正是基于智能電網自主化、智能化以及全面化的應用要求，供電局在開展調度工作的過程中，要確保分布式新能源電源能滿足優化改造以及規劃升級等相關需求，最大程度上發揮新能源的應用優勢，更好地擺脫傳統單一化集中式供電模式產生的弊端[1]。

另一方面，分布式新能源電源的規劃設計和布置要充分踐行安全性原則，任何供電模式的升級和改造都要秉持安全第一的態度，建立集成化較好且雙向通信的應用電網模式，配合傳感技術和測量技術等，更好地建立完整的決策支持系統，提升分布式新能源電源應用的可靠性，為打造高效、友好、經濟環保且安全的用電環境提供支持。

除此之外，智能電網分布式新能源電源規劃工作中要更好地融合科學技術元素，將物理網作為核心基礎，配合先進的測量技術與信息技術，共同維持電網集成應用的平衡，提升電力系統的綜合應用效益[2]。

2 智能電網中分布式新能源電源規劃的具體內容

2.1 規劃模型

2.1.1 確定目標函數

在智能電網中，分布式新能源電源規劃工作中會將電力企業的經濟效益作為最大的目標函數，匹配建構完整的經濟模型，按照maxF=的方式完成目標函數的評估。其中，F1表示這個電網中網損費用函數，F2表示整個電網中減少的購電費用函數，F3表示分布式新能源電源的安裝費用函數，F4表示分布式新能源電源發電費用函數，F5表示整個電網中減少的停電損失費用函數。綜合考量分布式新能源電源安裝負荷節點的特點，依據實際情況評估網損等信息[3]。

2.1.2 約束條件

為了保證分布式新能源電源規劃安裝工作的合理性，在實際分析過程中應重點評估潮流方程約束和節點電壓約束，然后匯總分析相應情況，并結合分布式新能源電源有功注入量、無功注入量以及偏離極值等參數完成分析工作。

值得一提的是，在約束條件分析內容中，一些待安裝節點分布式新能源電源的安裝容量也要滿足標準，即0≤SDGi≤Simax。其中，Simax表示的是節點i允許安裝的分布式新能源電源容量上限[5]。

2.1.3 編碼方案

在明確分布式新能源電源規劃模型后，要基于IPSO實現規劃流程的優化目標，對接入位置和容量予以實時性處理，保證實數編碼的規范性。首先，要利用微電壓額定功率轉化固定編碼，評估基準容量和固定區間的實數值。其次，要對允許N個節點安裝的區域進行輻射狀配電網處理，確保安裝方案能滿足變量要求，保證負荷節點i的分布式新能源電源建設情況滿足實際應用標準。最后，要采取最優pbest小于群體最優解的方式評估位置編碼，在設定參數滿足最大代數標準的基礎上重新初始化相應粒子，以保證迭代終止后輸出的參數能為分布式新能源電源最佳位置提供保障[6]。

2.2 規劃方案

2.2.1 總體設計方案

在整個電力系統平臺中，監控內容要依托對應軟件，打造完整的基礎平臺。配合分布式電源能源管理系統的具體要求，建立衍生模塊，配合智能電表集中抄表系統和樓宇自動化控制系統等，維持實時性信息服務的規范性，從而提高分布式新能源電源的應用效率。

2.2.2 具體布置模式

對于智能電網改造工程項目而言，新能源的應用不僅實現了電能的升級性轉化，而且為電網高效益、高效率以及低能耗工作的開展提供了保障。分布式新能源電源結構能最大程度上提高組合形態的作業效率，將風力、光伏以及核能等新能源作為與傳統的火力、水力一樣的應用環節，實現相互融合與高性能存儲，確保信息服務平臺應用規范要求，維持綜合處理效率[7]。

分布式新能源電源的具體結構如圖1所示。由圖1可知，建立在基礎軟件平臺上的分布式新能源電源體系結合云服務、本地監控以及采集單元就能實現有效的信息處理。例如，工作站能獲取實時性數據，在完成接口服務的同時，配合告警服務、通用計算服務以及權限管理服務等，就能對相關設備的實時性運行狀態予以匯總，確保電力系統綜合管理部門能及時了解相關情況，開展對應的管控方案。

圖1 分布式新能源電源結構

2.2.3 具體功能

對于電力系統而言，智能電網是順應時代技術發展趨勢的必然選擇，要整合具體應用模塊和處理體系，在保證產業發展進程的同時貼合技術創新的標準。因此，構建更加穩定有序的電力運行方式是分布式新能源電源規劃的關鍵。

其具體功能包括以下幾個方面。一是能實現電場運行信息的實時性追蹤和管理[8]；二是能查詢電站主接線狀態，并且結合相關信息和內容及時評估線路的安全性，有效落實相應的線路維護保養工作；三是能及時查詢設備狀態，在分布式新能源電源應用后，就能借助相應模塊及時了解設備運行參數，配合告警系統減少運行不當造成的經濟損失；四是不僅能完成歷史數據的匯總查詢，還能跟蹤實時性數據，保證數據分析流程的規范性；五是能系統報警；六是能監測分析和電量控制，依據實時性傳感器回傳的信息數據，確保電量能被控制在規定要求內，不僅可以提升電能的應用效率，還能夠減少電能資源的浪費，維持綜合應用效率[9]；七是能夠完成數據報表的匯總分析。

綜上所述，在智能電網系統中應用分布式新能源電源需要結合實際應用要求完成具體的規劃方案，建立定位監控模式、聯網監控模式以及服務監控模式。在相應的監控模式中結合基層供電網絡通信要求，配合定位服務模式，最大程度上提高無差別分布式系統的應用效能，為分布式供電技術的全面推廣和合理性應用提供保障。

3 案例分析

本文以IEEE 33節點配電系統仿真分析為例，系統的額定電壓為12.66 V，整體有功負荷為3 715 kW。在分布式新能源電源配置過程中，將其視為PQ節點完成相應的處理工作，功率因數選擇0.85，能接入的分布式新能源電源有功最大容量為1 114.5 kW。假設當地電價為0.5元/kW·h，發電公司單位電價為0.3元/kW·h，分布式新能源電源的單位容量發電成本為0.38元/kW·h，單位缺電量經濟損失為1元/kW·h，而設定分布式新能源電源的使用壽命為10年，分布式新能源電源的接入量為900 kW，是整個系統總負荷的24.2%。建立對應算法分析后，在分布式新能源電源規劃優化前，有功功耗為202 kW，優化后功耗大幅度降低，不僅提升了網絡的運行效率，且對應的經濟收益也得到優化[10]。分布式新能源電源應用經濟效益如表1所示。

表1 分布式新能源電源應用經濟效益

4 結 論

總而言之，智能電網中分布式新能源電源規劃工作要結合實際情況予以落實，充分發揮應用方案的經濟優勢，在提升智能電網應用效率的同時滿足市場需求，實現優化規劃的目標，為電力系統可持續發展奠定堅實基礎。