分布式发电对配电网规划的影响研究

【摘 要】分布式发电技术是一种新型的发电技术，具有节能性、环保性、高效性以及经济性的优点，分布式发电技术弥补了传统大规模集发电的缺点，在保护环境，实现国家能源战略以及提高电力系统的稳定性和安全性具有重要意义。近年来，分布式发电得到了广泛的使用，分布式电源在接入配网以后，对配电网的节点电压和线路潮流等都会产生影响。本文就分布式发电线管概念进行阐述，分析了分布式发电对电力系统的影响。

【关键词】分布式发电；配电网规划；影响

引言

近年来，随着经济的发展，常规的能源在不断的衰竭，环境污染也日益恶化，分布式发电作为一种节能环保的发电技术受到越来越多人的关注。传统的集中式发电技术具有耗能高、污染严重、安全性能差，不可靠的缺点，分布式发电技术的运用，恰好弥补了集中式发电技术的不足，因此，加强对分布式发电对配网规划的影响研究具有重要意义。

1 对分布式发电概念的分析

分布式发电（Distributed Generation ，DG）是相对传统的集中式发电而提出来的，分布式发电本身并不是一种发电方式，过去在一些重要的场所，会备份一些小型的发电机作为应急使用。就目前来说，对分布式发电还没有统一的概念，对其定义主要有两种。一种定义认为分布式发电是包含风能、太阳能以及蓄能技术等，任何一种安装在用户附近的发电设备，这种定义是不考虑发电的形式和规模的定义。还有一种定义认为分布式发电是满足和支持现有配网的经济要求的发电技术，或者是满足特定用户需求的供电设备，可以安装在用户现场和用户附近，和环境兼容的发电机组。总的来说，分布式发电技术要求满足特定用户的需求，可以向配电系统输出功率，其电容量不大，可以直接接入配电网运行，具有能源利用率高，不接受直接调度的特点。

2 分析分布式发电对电力系统的影响

随着分布式发电技术的成熟，其成本也在逐渐的降低，分布式发电技术在电力系统中得到了广泛的使用，同时，也给电力系统造成了诸多的影响。

2.1 分布式发电对配电网电压的影响

分布式发电接入配电网以后，一般都会抬高配电系统电压的水平，对电压的分布和电压的波动产生影响。分布式发电对电压分布的影响主要是由分布式发电接入配电网的位置和容量而决定的。相关研究表明，同一分布式发电接入配网中的不同位置，其电压的分布差异的相当大的，当分布式发电接入的位置越靠近配电网的前端，对电压的影响就会越来越小，反之则影响越大。负荷的随机变化会造成配电网系统电压的波动，不同类型的分散式发电接入配电网以后，其输出的功率也是不一样的，因此，也会引起电压的波动。如果这两方面的电压波动的方向不一致，就会加剧配电网的电压波动，如果两者电压波动的方向一致，就会减小配电网电压的波动。但对于风力发电和太阳能发电来说，由于受到环境和天气的影响比较大，没有办法控制其功率的输出，因此，会加剧电压的波动。

2.2 分布式发电对电能质量的影响

分布式发电除了对上述的电压分布和电压波动产生影响以外，对电压的闪变和对电压的谐波也会产生影响。大型分布式发电系统的开启和停止、分布式发电设备输出功率的变化、分布式发电的反馈环节电压控制的设备和分布式发电的相互影响等，都有可能导致配电网的电压发生变化。同时，分布式发电的电能，大多是通过电力电子装置处理后再接入配电网中的，在处理的过程中，会造成大量的谐波污染。

2.3 分布式发电对系统潮流的影响

目前而言，配电系统一般都是辐射状、单向潮流的结构，分布式发电在电力系统中的使用，改变了配电网线路中的有功功率和无功功率，因此，配电网中的线路潮流的方向和大小也随之发生的变化。分布式发电安装的位置和容量不同，可能会出现分布式发电的输出功率大于节点负荷的情况，从而出现反潮流的情况。对于风能和太阳能发电来说，受到天气因素的影响比较大，在分布式发电接入电力系统以后，对潮流的方向以及大小是无法预测的。

2.4 分布式发电对网损的影响

分布式发电会改变配电系统中的潮流，潮流的变化也会影响到网损的变化。分布式发电的运行方式、安装的容量以及安装的位置都会对网损产生影响。如果接入的分布式发电的节点的分布式输出小于该节点的负荷，这时配电网的网损就会减小；如果接入分布式发电的节点中，有一个节点的分布式发电输出功率大于该节点的负荷，同时，所有的分布式发电节点小于配电网的总负荷，就会导致配电网中部分线路网损升高，配网系统的整体网损降低；如果接入的分布式发电节点中有一个节点的分布式发电输出大于该节点的负荷，并且满足所有的分布式发电的总输出负荷的两倍，这个时候配网总系统的网损就会升高。

2.5 分布式发电对系统可靠性的影响

分布式发电对配电网系统可靠性的影响，主要表现在分布式发电的类型、分布式发电的安装位置、安装容量以及分布式发电的运行方式上。在使用分布式发电技术的过程中，正确的选择分配式发电的类型，合理的分布和控制好安装容量，可以提高配电网系统的稳定性。分布式发电接入配电网系统以后，会分担配电网系统中的部分负荷，提高配电网供电的裕度，对电压进行合理的调节可以减缓配电网中电压的暂降，对配电网系统的电压具有支撑的作用。在大电网发生故障的时候，可以形成孤岛运行，为用户继续提供供电，从而有效的提高配电网系统的可靠性。

3 分布式发电对配电网规划的影响

分布式发电在配网系统中的使用，增加了负荷预测的难度，负荷预测是以配电网的规划为基础的，分布式发电接入以后，给负荷的预测增加了诸多不确定的因素。同时，也增加了规划问题的求解难度，配网规划问题的求解，在数学上表现的是对问题进行优化，其求解的难度和复杂程度和维数有着密切的联系。分布式发电的使用，增加了配网中的节点数，也就致使问题复杂化，增加了解决问题的难度。分布式发电在配网中的运用，在一定程度上减缓了配电网的投资。用户在自发式发电不够用的情况下，才会从配电网购电使用。原本的配电网是刚好能够基本满足该区域的用户用电的，但是分布发电的接入，就会使得配电网的原始设备处于待机状况，因此，也就降低了配电网设备的利用率，对应的，也就影响了供电企业的利益。

4 分布式发电配电网规划函数分析

分布式发电的投资成本主要分为设备投资成本和安装成本。其投资成本的目标函数为：

网损的目标函数为：

其中，nDC为节点总数，Pi为第一个i个节点上分布式发电的容量，Ci1是第一个i节点所安装分布式发电单位容量的综合成本，