分布式电源的配电网规划与优化运行

配电网规划

随着电力需求的不断增长和能源结构的转型，配电网规划成为电力行业重要的一环。配电网规划是指通过合理的布局和配置电网设施，以满足用户的用电需求和实现电力供应的可靠性和经济性。

配电网规划需要综合考虑以下几个方面：

1. 供电负荷需求：根据供电区域的负荷需求进行合理的划分和布局。对于现有负荷集中、容量不足的配电网，还需要进行升级改造。

2.线路布置：根据用户用电需求和电网容量，合理布置配电线路。对于低压线路，依据负荷分布和地理条件，确定布线方式，避免电流过载和电压跌落。

3.主变电站选址：根据负荷集中度、输配电线路距离以及可靠性要求，确定主变电站的选址。选址要考虑供电半径、土地和环境条件等因素。

4.设备配置：根据用户用电负荷和可靠性要求，配置变压器和开关设备等。对于重要用户，需要配置备用设备，提高供电可靠性。

5.可靠性分析：通过可靠性分析，考虑各类故障和不确定因素对电网供电的影响，从而确定电网配置和供电策略，保证供电可靠性。

6.经济性评价：在满足供电需求的基础上，综合考虑电网建设和运维成本，进行经济性评价，选择成本最低的方案。

配电网规划还需要充分考虑电力行业的发展趋势和政策要求。目前，随着可再生能源的发展和智能电网的兴起，配电网规划也需要适应这些变化。例如，可以考虑将分布式电源接入配电网，提高电网的可持续性和灵活性。同时，应充分利用科技手段，如物联网、人工智能等技术，提高电网的运行效率和智能化水平。

在城市化进程中，配电网规划还需要考虑城市规划和土地利用。对于新建区域，要合理规划电力设施的位置，避免后续的拆迁和改造。对于老旧城区，需要进行电网的改造和升级，以满足用电需求和保障供电安全。

总之，配电网规划是实现可靠、高效、经济供电的基础工作。在规划过程中，需要充分考虑供电负荷、线路布置、设备配置、可靠性分析、经济性评价等因素，同时也要适应新能源和智能化发展的需求。只有通过合理的规划和科学的管理，才能建设出更加安全、可靠和高效的配电网。

主动配电网分布式调控运行分析

摘要：大量分散的电源并网，会让配电系统出现根本上的变化，在未来的配电网发展中，会从传统的单向供电，逐渐向着多种能源形式供电发展，配电网从原本单一的电能分配转变成为新型电力交换系统。本文先对主动配电网的原理和关键技术进行简析，然后在做好风险管理和加强安全意识等相关基础上，详细分析和阐述主动配电网分布式调控运行措施。

关键词：主动配电网；分布式；调控运行

随着社会经济的发展，电力资源的需求量正在不断增多，在科学技术发展下，电力系统中所使用的先进技术也逐渐增多。电网调度自动技术就是其中一种先进技术，此技术促使了配电网的大规模发展。在实际工作中，其能够实现全过程监控、传输配网的工作转台，设置相关的装置。在配电网运行中若是出现故障，能够做好故障的检测与处理，这就是配电网自动技术。这种技术保障了电力系统供电的稳定性，提升了供电质量，其被有效使用在各个电力企业中。因此，对主动配电网分布式调控进行分析有一定现实意义。

一、主动配电网原理及其关键技术

（一）主动配电网原理

馈线自动化是主动配网自动化中的关键环节，其在配网调度中有着十分关键的作用。馈线自动化检测配电线路的运行状态，若是配电网路线出现故障，自动化终端会判断故障发生的区域。所以，馈线自动化最为显著特征就是有着极强的实用性与安全性。要想实现馈线自动化功能，就需要有相关的故障定位系统。此系统能够经过遥测与遥信，把故障信息传输到在线监控的主机之上，在线监控主机能够经过无线通信把信息发送到手机和中心站，最后再经过中心站，故障信息就能够传输到调度中心与主变电后台，从而发出警告，这是其中的基本原理。在最近几年中，电网建设规模和数量逐渐增多，电源点接入项目也逐渐增多，电网结构与运行也随时发生变化。所以，要深入对电网运行特征做分析、计算，及时发现电网中的薄弱部分，并且做好管理控制。

Telecom Power Technology

·　９２　·Ａｐｒ．　１０，　２０２３，　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．７ 2023年4月10日第40卷第7期电力技术应用ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０７．０２８

对含分布式电源的交直流混合配电网规划研究舒东胜（国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，湖北 武汉 430077）摘要：随着电力电子技术的进步，分布式发电技术广泛应用在配电网的规划建设中，交直流（Alternating Current/Direct Current，AC/DC）混合配电网得到快速发展，这一新型电网规划方法也被作为直流配电网的过渡技术。提出了一种同时考虑母线类型、连接线路和负载类型3个决策变量的交直流混合配电网规划模型，以求解最低的运行成本为目标函数，利用蒙特卡洛风险模拟（Monte Carlo risk Simulation，MCS）方法得出负荷需求，最后通过遗传算法模型进行迭代求解交直流混合配电网络的最佳配置。关键词：配电网；分布式电源；交直流（AC/DC）混合；规划Research on the Planning of AC/DC Hybrid Distribution Network with Distributed GenerationSHU Dongsheng(State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd., Economic and Technical Research Institute, Wuhan 430077, China)Abstract: With the advancement of power electronics technology, distributed generation technology is widely used in the planning and construction of distribution networks, and the hybrid Alternating Current/Direct Current(AC/DC) distribution network has been developed rapidly, and this new grid planning method is also used as a transition technology for DC distribution networks. This article proposes a hybrid AC/DC distribution network planning model that considers three decision variables: bus type, connection line and load type. Taking the lowest running cost as the objective function,boad demand is obtained by monte Carlo risk Simulation (MCS) method. The optimal configuration of the hybrid distribution network is finally solved by iterative genetic algorithm model.Keywords: distribution network; distributed power supply; AC/DC mixing; planning0 引 言随着经济的快速发展，城市规模的不断扩大，生活水平的大幅提高使得人们对用电质量的要求越来越高[1]。传统的交流式配电网损耗大、供电质量低，无法满足城市的快速发展对经济性好、可靠性高的电力使用的需求。分布式电源在交直流（Alternating Current/Direct Current，AC/DC）混合配电网中的应用使新型直流配电网得到迅速发展，为城市配电规划发展提供了新的思路[2,3]。支流配电网具有线路费用低、供电容量大、对分布式电源适配性强的优点。交流配电网通常是3或4根线输送用电，而在输送相同电能的情况下，直流配电网只需要1或2根线路即可，费用显著降低。输送相同电能时直流配电网的电线更少，因此在相同线路下，其供电容量更大，供电能力更强。常见分布式电源通过配置大量换流器并入交流电网，而采用直流配电网时，只需配置直流/直流（Direct Current/Direct Current，DC/DC）变换器即可，建设成本显著降低[4-6]。因此，文章提出了一种同时考虑母线类型、连接线路、负载类型3个决策变量的交直流混合配电网规划模型，通过遗传算法模型迭代求解交直流混合配电网络的最佳配置，以期望降低交直流混合配电网的建设费用和运行损耗，推动直流配电网发展[7]。1 分布式电源1.1 风力发电风力发电是目前在最有价值、应用最广的分布式发电技术之一。风力发电的出力主要由风速大小决定，其发电功率函数[8]为

中国电力教育　２０１０年管理论丛与技术研究专刊　计及分布式电源的配电网规划研究　李静波　＇　（１．华北电力大学电气与电子工程学院，北京　黄　伟　１０２２０６；２．北京市电力公司，北京１０００３１）　摘要：首先介绍了分布式发电（ＤＧ）技术的概念，在此基础上系统地分析了ＤＧ对配电网规划的影响，接　着阐述了含ＤＧ配电网规划的分类，提出了以投资和运行总费用最小为目标函数的含ＤＧ配电网规划的数学模型，　最后介绍了求解该数学模型的各种优化算法。　关键词：分布式电源；配电网规划；优化模型；优化算法　＋　ｌ　近年来随着一次能源多元化的趋势，分布式发电技　术（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）及应用得到迅速发展，　为电力系统发展提供了新思路。分布式电源一般是指发　电功率在数千瓦至５Ｏ兆瓦的小型化、模块化、分散式、　布置在用户附近的小型发电系统，具有污染少、能源利　用率高、安装地点灵活等优点。与集中式发电相比，节　省了输配电资源和运行费用，减少了集中输电的线路损　耗。分布式发电还可以减少电网总容量，改善电网峰谷　性能，提高供电可靠性，是传统电网的有力补充和有效　支撑。　大量分布式电源接人配电系统后，带来了许多优　势，与此同时也给传统的配电网规划带来了实质性的挑　战。传统的规划方法都不同程度地将规划问题进行简　化，没有充足的能力解决包含ＤＧ的规划问题。而电力　系统的规划、设计和运行要求配电网必须考虑ＤＧ的接　人容量和位置，因此计及ＤＧ成为配电网规划研究的一　个焦点。　一、分布式电源对配电网规划的影响　配电网规划是根据年预测负荷情况和现有网络的基　本状况，在满足负荷增长和安全可靠供应电能的前提　下，确定最优的系统建设方案（包括变电站的位置和　容量、馈线路径和型号、开关的位置等），使得投资、　网损和用户停电损失之和最小。　随着分布式发电技术的完善和国家相关能源政策的　支持，ＤＧ在电力系统中的应用逐年增长，大量分布式　电源的接人将会对配电系统的规划产生很大的影响。主　要有以下原因。　１．ＤＧ的接入使系统的负荷预测有更大的不确定性　用户安装分布式电源有可能实现电能的自给自足，　在推迟用于配电网升级和扩展的巨额投资同时，也改变　了配电网负荷预测的模型，增加其复杂性和不确定性，　从而影响配电网规划。　２．Ｉ）Ｇ的接入增加了配电网规划的复杂性　配电网规划是一个动态多目标非线性整数规划问　题，其动态属性与其维数相关，通常需同时考虑几千个　节点。若规划区内出现许多ＤＧ，而且ＤＧ的类型和所　采用的能源种类多样，使得如何在所有可能的网络结构　中寻找到最优的网络布置方案将更加困难。　３．ＤＧ的接入改变了配电网的结构和运行特性　有ＤＧ接入配电系统后，原有的单向电源馈电潮流　特性发生变化。为维护电网的安全、稳定运行，有必要　将布式电源单元集成到现有的配电系统中，使分布式电　源接受统一调度。　４．ＤＧ的接入使配电线路投资收回减缓或沉没　用户侧装设分布式供能设备，可能降低配电线路的　利用率，使电力公司的投资难以收回　甚至沉没。　二、计及分布式电源的配电网规划分类　传统电网规划一般遵循负荷预测一电源规划一网络　规划的步骤进行。对于含分布式电源的配电网规划，首　先考虑分布式电源接入某地区之后，应对该地区的经济　和环境有所改善，然后探讨配电网的相关规划。根据规　划目的的不同，含分布式电源的配网规划大致可以分为　两类：一为ＤＧ在配电网中的布点规划，即规划分布式　电源；二是计及ＤＧ的配电网扩展规划即协调规划配　电网。　１．ＤＧ在配电网中的布点规划　在已有电网的基础上进行分布式电源的布点规划分　两步。首先从经济效益和国家政策要求出发，根据地区　的资源优势确定分布式电源的位置、类型和容量。其次　从技术角度出发，分析含有分布式电源的具体电网，确　定分布式电源的最优布局和最佳容量匹配，保证分布式　电源接入后配电网的经济和稳定运行。　２．计及ＤＧ的配电网扩展规划　根据系统负荷的增长情况，从电力公司的利益出　发，当该地区负荷达到其容量限制时，以经济成本最小　为目标，且满足各种约束条件，给出满足负荷增长需求　的配电网最优增容方案，即由电网升级改造、新建线　路、变电站增容扩容以及在合理的位置安装适当容量的　作者简介：李静波，男，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生；北京市电力公司，工程师。