含有微电网的配电网规划方法

【摘 要】当前，微电网如何能够在配电网中达到最优的配置以及定容是我们在发展整个智能的电网过程当中最需要重视的部分，为此，相关部门以及专业的技术人员考虑了包括有功网损以及电压改善的两个问题，同时让微电网接入整体的智能电网当中的配置转化成多目标的非线性的优化问题，再参考科学的计算方法计算结果，在微电网的规划阶段打下了非常坚实的基础。

【关键词】微电网；配电网络；规划

微电网，指的是一种由分布式的电源、储能的装备与对应的控制系统组合起来总的一个系统。在微电网当中，分布式电源是包括了微型的燃气轮机，以及电池，发电设备等的。相对的，智能电网则是未来的电网发展和前进的方向，它可以很好的对电网内部的各个互联的元件进行监管以及随时的优化，保证其能够稳定的运行，满足电网涉及的用户的用电安全、以及用电的可靠性，在智能电网的开发过程当中，对于配电以及用电智能化基本上就是其研究的重要之处。智能化配电网络需要我们从传统的电网的被动性当中摆脱出来，向着主动性的配网改变，这一类的电网必须要与大面积分布式的发电单元进行实时的接入，并且实现馈线之类的注入点进行单向的供电方式向着大量使用多电源以及多点的供电方式所变化。在研究当中我们发现，将分散性的发电单元整合起来组合成微电网并且接入整个配电网可以非常好的让分布式电源的作用得到很好的体现，对微电网进行开发以及拓展可以对分布式的电源和可再生的能源接入有促进的作用。

1 微电网概述

微电网，是由卫星店员以及负荷依据了一定的网络模式形成的一种系统。在微电网当中，它不仅可以和大电网共同运行，同时也能够以独立的形式进行单独的运作。微电网中包含的微型电源基本上是包括了风力的发电机、以及太阳能的光伏电池等分布形式的发电单元，将整个分布电源连接成整个微电网，这是我们未来的电力系统整体的发展方向，同时也是智能的配电网当中非常重要的组成部分。

因此，我们可以认为，无论是分布式电源或者是微电网，它在直接接入配电网之后，都会对其电压或者稳定性造成一定的影响，这其中具体的影响是和微电网当中的容量以及接入的位置是有关的。所以，在微电网接入配电网的时候，必须非常谨慎的考虑接入的位置以及容量的具体的确定。在目前的世界学术领域已经有了比较成型的研究成果，它们有的考虑了最大功率的输出，将分布电源的作用以及线路整体的热稳定的极限作为基本的规范，建立起数学的模型，在之后通过线性的规划来求解；有的是立足于环境的基础上，使用网损微增的概率来确定分布电源的位置，在之后对分布电源的容量进行优化；还有的则是对微电网连接进入配电网之后会有的一些问题展开了比较深入的探究。

在本文当中，我们主要会将有功网损以及电压的改善程度来作为考虑的对象，同时将包含了微电网的整个智能的配电网转变成一个能够包含一些连续或者离散变量的、不属于线性多目标进行优化的问题的，同时帮助相关的单位改善整体的电压，加强整个系统的稳定性，切实的保证经济收益的提高。

2 数学模型

2.1 模型设计

微电网在介入了配电网之后，对于其选址以及定容都需要去考虑在介入之后，会对配电网当中的电能质量以及经济效益等影响，除此之外，还需要对配电网本身进行一些约束，并且排除掉一些可能不是十分适去接入整个微电网的具体的位置。另外，在电能的质量这方面，我们将会全面的考虑其电压的改善指标，同时，在经济的方面上，我们将主要考虑网损的改善程度。

在微电网顺利的接入了配电网后，我们可以发现其可以在一定程度上对配电网中的电压起到一定的支撑的作用，并且可以改善整个电网内部的电压分布，让母线当中的电压可以保持在可以接受的范围当中。定义在电网中的电压改善概率的指标作为微电网在接入之后的整体的系统电压的指标和还没有接入微电网的时候的整体系统的电压指标比值。如果系统节点当中的电压幅值设置成是Ui，并且节点i当中的负荷是Li，同时设置ki作为各个节点当中的权重因子，设置N作为系统的节点数，那么ki就应该满足：

以上这样的公式，同时针对整个系统的话，我们将电压的指标定义成

以上这样的公式，另外，我们考虑到在微电网实现了接入之后，会对系统的电压分布产生一定的影响，我们就应该定义电压的改善指标是：

这样的公式，其中的Iubi以及Iuiwo两个数值分别是接入了微电网以及没有接入微电网的时候的Iui值。

那么，我们通过对电压的改善指标的分析，基本上就可以确定接入了微电网之后会对系统的电压分布产生多大的影响。除此之外，我们还可以通过对各个节点上的一些权重因子的设置，将节点的重要程度进行一定的调节。基本上，负荷节点的重要程度是和权重因子的关系非常大的。

网损大部分情况下是和系统整体的支路电阻以及节点的电压相关联的，适当的接入微电网能够比较好的改善系统电压中的整体的分布，进而能够降低系统的网损。对于网损的改善率的指标也有相应的定义，即：

在这个公式当中，Plwo以及Plwk这两个数值分别作为还没有接入微电网以及参考了第k类的配置方案之后接入了微电网之后产生的系统网损。因此，我们可以认为，网损改善率的指标可以很好的表述出在接入微电网的前后，整个系统当中的有功网损数值的改变，这可以用来对微电网接入的整体的经济收益做出一定的预判。

在节点中的电压改善率最小的数值是 ，那么我们可以认为，微电网接入整体的配电网当中的优化选址以及定容问题可以总结成这样的一个目标函数，即：

2.2 相关约束

在微电网接入之后的位置以及接入的容量会对整个系统的整体经济以及沿线的线路网损一类的情况产生非常大的影响。因此，本文中将会把这些问题总结成一个有等式以及不等式的制约的非线性的优化模式，其数学模型表现成以下的形式：

如上图，其中的f（x）是作为目标函数出现的，而g（x）则是不等式的约束，我们将它分为变量的不等式以及函数不等式两种；除此之外g（x）则是不等式约束当中出现的上限和下限；另外h（x）则是作为等式的约束而出现的。

微电网在接入的过程中一定会让馈线当中的传输有功以及无功出现一定的变化，所以我们必须要考虑在微电网的接入过程中对线路的负载综合能力以及配电网当中的潮流的影响。充分考虑到配电网当中的电压分布要求，保证节点的电压是在一定的范围内波动的；同时由于线路是在一定程度上有着热稳定的极限的，因此，在线路当中的流动功率一定不能高于这个极限值；考虑到微电网当中分布电源在一定范围内进行出力，因此，微电网如果要向配电网进行一定的输出功率，或是配电网需要向微电网进行传输的时候的功率都需要进行一定程度的限制。

3 结语

如今在智能的电网发展的时期，如何进行对分布式的发电单元以及微电网中的智能配电网的接入基本上是在我们的实际工作当中非常重要的一个问题。在上文中，我们比较详细的探究了能够切实有效的解决在配电网当中进行微电网优化以及布局等问题的办法，经过了比较精确的计算之后，我们得到了微电网接入整体的配电网的设计方案将会对系统的有功网损产生一定的减少的作用，能够很好的完善系统整体的运行和经济稳定性。但是需要注意的是，本文对客观的一些约束条件有一定的简化，在实际的工作当中会有更多的情况，需要我们在实际的工作中进行灵活的转换，对当前微电网接入之后可能会对配电网产生的一定的影响以及其中的一些协调的控制问题需要我们去进行进一步的研究。

参考文献：

[1]刘壮志.含微电网的智能配电网规划理论及其应用研究[D].华北电力大学，2013.

[2]羌丁建.考虑微电网的配电网规划综合评价体系研究[D].浙江大学，2014.