[發(fā)明專利]一種含分布式電源的配電網擴展規(guī)劃綜合優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103514570A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉苑紅;陳海;趙明欣;劉偉;周莉梅;梁惠施;蘇劍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;江西省電力科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明屬于配電網規(guī)劃技術領域，具體涉及一種含分布式電源的配電網擴展規(guī)劃綜合優(yōu)化方法。

背景技術

傳統(tǒng)配電網規(guī)劃的主要任務是根據規(guī)劃期間網絡中的空間負荷預測結果和現(xiàn)有網絡的基本狀況來確定最優(yōu)的系統(tǒng)建設方案，即在滿足負荷增長和安全可靠性供電的前提下，使得配電網絡升級改造建設和運行費用最小。當配電系統(tǒng)容量滿足不了所轄區(qū)內負荷的增長需求時或者某些用戶對供電可靠性提出更高要求時，就需要對系統(tǒng)進行相應的增容。傳統(tǒng)的增容方法通常是增加向常規(guī)電源的購電量，并對電網進行擴展規(guī)劃，即在滿足未來負荷增長要求以及網絡運行約束的前提下，尋找一組最優(yōu)的決策變量(如變電站位置和容量、饋線的路徑和尺寸等)，使投資、運行、檢修和網損等費用之和最小。

隨著分布式發(fā)電的出現(xiàn)，使規(guī)劃人員在制定增容方案時有了更多選擇，不僅僅是新建變電站和饋線，還可以將分布式發(fā)電納入新的選擇，以實現(xiàn)更為顯著的效益。但考慮到分布式電源（Distributed?Generation，DG）自身具有分散、隨機變動等特點，大量并網后將使配電網從輻射形的網絡變成遍布中小電源和用戶的互聯(lián)網絡，從單純的“配電系統(tǒng)”轉化成為一個“電力交換系統(tǒng)”，從而對配電網規(guī)劃、運行和管理產生較大的影響。在配電網規(guī)劃層面來看，分布式電源的出現(xiàn)，使得電網規(guī)劃人員在選擇最優(yōu)方案時必須考慮到它所帶來的影響，主要包括以下幾個方面：

（1）負荷預測難度加大、規(guī)劃不確定性增加。

由于分布式電源可就地平衡部分負荷，且分布式電源類型、容量、安裝地點以及投入時間難以預測，隨著分布式電源的大量接入，將導致配電網網供負荷（總量、分區(qū)和分電壓等級）預測難度加大，不利于編制配電網規(guī)劃的變電站布點和線路規(guī)劃方案，加大了配電網規(guī)劃的不確定性。

（2）可能導致配電網網架結構局部發(fā)生調整。

對于直接接入10kV配電網的分布式電源，分布式電源按輻射、T接或Π接三種情況接入配電網，對于架空網結構可能新增T接節(jié)點，對于電纜網可能新增Π接節(jié)點。這種結構的變化，增加了線路改造的工程量，并對保護的配置提出了新的要求，在規(guī)劃中加以考慮。

（3）對配電網設備和自動化帶來一定影響。

總體上分布式電源接入對配電網的短路電流水平貢獻較小，其對配電網一次設備選型影響有限。局部地區(qū)大量分布式電源接入配電網，尤其是旋轉電機（如燃機等）類型的分布式電源，將導致配電網的短路電流水平增加較多，有時可能需要更換相應的開關設備。為適應短路水平增加和電網結構變換，需要對原配電網的保護進行重新設計和配置，增加必要的保護手段和裝置。對于可能產生雙向潮流的線路，其上級變壓器需增加必要的逆功率保護，以避免功率倒送。為監(jiān)控分布式電源的運行情況，配電網需增加必要的監(jiān)控設施和通信裝置。

（4）對配電網投資效益產生一定影響。

大量間歇式分布式電源的接入使得配電網設備負載率降低、備用容量增加，配電網的單位負荷和單位電量的供電成本增加，將導致配電網資產運營效率降低。為適應分布式電源的接入，電網需新增保護裝置、監(jiān)控設備和自動化通信裝置，更換開關設備等，也將增加電網的投資。分布式電源就地消納，將導致配電網售電量減少。以上這些因素都將導致電網資產的投資回報率有所下降。

（5）對運營管理提出更高要求

為確保分布式電源接入后電網的安全與優(yōu)質運行，必須配置相關電力電子設備，實施相應的控制策略與調節(jié)手段，將分布式電源的運行與配電網的運行進行有效的集成。這就要求一方面需要對配電設備、系統(tǒng)進行改造，另一方面需要從傳統(tǒng)的對配電網被動管理向主動管理過渡。在規(guī)劃階段應如何為電網的安全優(yōu)質運行提供有力條件，是目前亟需解決的問題。此外，由于分布式電源的機組類型及其所采用的一次能源的多樣化，隨著分布式電源的廣泛應用，使得國家能源政策、能源規(guī)劃等直接滲透到與分布式電源相關的電力系統(tǒng)規(guī)劃中，并影響著電力系統(tǒng)規(guī)劃決策過程。

（6）分布式電源可作為線路或變電站的替代方案

當系統(tǒng)容量滿足不了負荷的增長或者配電網的可靠性無法滿足供電要求時，需要考慮增容。傳統(tǒng)的增容方法通常是以增加變電站和增設線路的方式對配電網進行擴展規(guī)劃，即在滿足未來負荷增長要求以及網絡運行約束的前提下，尋找一組最優(yōu)的決策變量（如變電站位置、容量和饋線的路徑、尺寸等），使投資、運行和網損等費用之和最小。而分布式電源的出現(xiàn)使配電網增容不再局限于新建變電站和饋線，有了其它選擇。在以成本最小化的規(guī)劃思路下，分布式電源被認為可推遲配電網建設投資。因此，在配電網出現(xiàn)供電容量缺額的情況下，分布式電源可作為線路或變電站的替代方案。這對于負荷增長速度緩慢的情況下尤為突出。