分布式电源在中压配电网中的优化配置分析

摘要：本文根据节点电压分布特性与配电网边际容量，提出了分布式电源安装位置的优选原则。对不同类型分布式电源的输出功率特点进行了分析，对分布式电源的接入容量进行最优安装位置进行了判断，希望可以起到作用。

关键词：优化配置分析；中压配电网；分布式电源

分布式发电技术具有改善电能质量、降低终端用户费用、系统供电可靠性高以及线路损耗低等方面的特点。分布式电源主要包括太阳能、风能等可再生能源发电以及燃料电池、微型燃气轮机等非可再生能源发电两种，在分布式电源与配电网大量连接后，电网节点电压以及去路潮流会发生比较大的变化，若分布式电源容量与位置不相匹配，很有可能會造成系统网损方面的问题。因此，有关单位需要综合运用各种手段对分布式电源的合理配置进行专门的研究与优化。

1 分布式电源在配电网中安装位置的优选

分布式电源与配电网相连接，一定程度上会造成供电设备利用不充分的问题，形成一定量的沉入成本。配电网节点边际容量成本能够将不同节点中当前供电容量利用率反映出来。若分布式电源边际容量成本大于分布式电源，则提示于该节点安装分布式电源能够使供电设备投资得到节约，反之则提示该节点无法充分利用供电设备。

通常情况下，在分布式电源没有接入配电网的情况下，末端节点电压最低，在分布式电源不吸收电网能源的情况下，一定程度上会提升全网的电压。在分布式电源渗透率相同的情况下，由于馈线是分散的，因此能够有效支撑起系统电压，分布式电源与馈线末端位置接近或分布式电源有着比较大的接入容量，会使系统电压进一步升高，附近系统也会不同程度上受到分布式电源的影响。因此，相关人员需要在分布式电源接受前，重点分析系统内部各个节点的电压分布特性。

综上所述，在自然资源、地理位置等条件允许的情况下，在确定分布式电源安装位置的过程中需要重点遵循以下几方面的原则：

第一，设计人员需要充分考虑到分布式电源对于供电设备利用率方面的问题，各节点的边际容量成本需要严格保持在分布式电源单位容量成本以上。

第二，设计人员需要充分考虑到分布式电源与节点电压所造成的影响，尤其需要重点分析电压较低的节点。

于配电网中安装分布式电源，需要严格遵循以上几方面的原则的安装位置进行判定。

2 分布式电源在配电网中的优化配置

通常情况下，普遍投入使用的分布式电源类型主要为风电源与微型燃气轮机电源。其中微型燃气轮机为恒功率电源，风电源为随机功率电源。因此，需要从风电源功率不确定性的角度出发，对配电网中的分布式电源进行优化配置。

3 分布式电源优化配置的判定方法

随机潮流可以帮助人们分析节点电压与线路潮流的极限值、期望值、概率分布以及方差，根据这几方面的数据，设计人员能够对不同条件下的分布式电源性能发挥水平进行综合、全面的评价。通过量化分析的方式对电网内部的薄弱环节进行描述。比如设计人员可以通过半不变量法下的随机潮流来对各种约束条件进行检验。相比于蒙特卡洛模拟法来说，可以大幅简化在设计过程中所需要的计算量。

随机潮流计算需要以下两点作为前提。

第一，各节点负荷注入功率、各分布式电源功率之间是相互独立的关系；第二，只对功率的不确定性进行分析。

求解步骤：

第一，对来自各方面的原始数据进行整理，其中包含网电源不同安装节点下的风速概率分布、微型燃气轮机不同数据节点下的功率数据、节点负荷数据以及线路参数等。

第二，对潮流分布情况进行计算，进而得到灵敏度矩阵、路潮流功率、雅可比矩阵、节点状态变量等结果。

第三，对风电源的安装节点功率下的半不变量和微型燃气轮机安装节点负荷功率与各自的负荷功率阶矩进行计算，依照半不变量可加性与半不变量与矩和不变量之间的关系求得不同节点功率的各阶半不变量，为了提高相关设计工作的计算速度以及工程计算精确度水平，半不变量计算量应至少在8阶以上。

4 用遗传算法求解

遗传算法能够对生物界自然遗传机制和自然选择机制进行分析，在可靠性评估以及规划等斋的工作中得到了广泛的应用。在对分布电源安装方法进行分析与设计的过程中，可以融入遗传算法的有关理论。设计人员可以基于标准遗传算法，采用保留策略，于本代中直接使用上一代中的部分优秀个体，结合选择操作法，结以往所采用的变异算子与处适应性交叉进行改进。

通过智能重量分析仪来优化分布式电源在配电网中的分布，首先需要输入各项原始数据，对电源空间与安装位置进行编码；其次，完成初始化种群操作，计算随机潮流，舍去无法满足约束条件的计算结果，得出pop_size个初代种群；第三，对个体的适应度进行计算，保留初代种群，不经过变异算子与交叉处理，将初代若干优秀个体直接复制到下一代；第四，通过轮盘赌选择算子完成选择处理，完成多变异位自适应变异与处适应交叉操作，得到随机潮流，舍去无法满足约束条件的计算结果，产生新一代种群，对个体适应度进行重新计算，对种群进行更新；最后，对第三、第四步骤进行重复操作，起至最大迭代次数。

5 结语

随着分布式电源应用的日益广泛，相关单位需要综合运用各种手段对分布式电源安装的科学性与合理性进行全面的分析，将分布式电源的应用效益最大程度上发挥出来。

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