李波

摘要：文章針對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)后，對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及供電可靠性評(píng)估模型所帶來的變化。根據(jù)分布式電源的特點(diǎn)，討論了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃產(chǎn)生的影響。研究了分布式電源的可靠性模型，并分析了故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)的含有DG的孤島運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式電源；繼電保護(hù)；系統(tǒng)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0125-02

1 概述

分布式發(fā)電（D1istributed Generation）在改善電網(wǎng)可靠性方面有重要作用。DG具有安裝靈活、供電方便、環(huán)保等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)中。隨著DG接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)從一個(gè)輻射式的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)遍布電源與用戶互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，以孤島的形式繼續(xù)為用戶供電，保證了供電的連續(xù)性，大大地提高了供電的可靠性。

本文從分布式發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)入手，分析了DG對(duì)配電網(wǎng)的電壓、繼電保護(hù)、規(guī)劃方面的影響。重點(diǎn)討論了DG的可靠性模型，分析了含DG的配電網(wǎng)的孤島運(yùn)行，通過算例證明DG合理接入配電網(wǎng)可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.1 分布式發(fā)電技術(shù)

分布式發(fā)電指的是通過規(guī)模不大、分布在負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的發(fā)電。面對(duì)目前人均用電量的不斷增長(zhǎng)，很多地區(qū)都受到短時(shí)停電的威脅，很多大型用戶和商業(yè)中心都采用先進(jìn)的DG技術(shù)來保證自身的不間斷供電。

2.2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.2.1 對(duì)電壓的影響。電壓維持在規(guī)定范圍內(nèi)才能保證電能質(zhì)量。DG的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響。同樣滲透率的DG集中在同一節(jié)點(diǎn)，對(duì)電壓的支持效果要弱于分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。穩(wěn)態(tài)情況下，沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高。

2.2.2 對(duì)繼電保護(hù)的影響。DG接入配電網(wǎng)后，故障發(fā)生時(shí)為確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作，應(yīng)切斷電網(wǎng)中的DG。在架空線和地下電纜的混合線路中切斷DG，變壓器空載運(yùn)行，電纜對(duì)地電容與變壓器的線圈發(fā)生鐵磁諧振，產(chǎn)生不規(guī)則的高電壓、大電流，嚴(yán)重威脅線路的電力設(shè)備。

2.2.3 對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響。DG的出現(xiàn)會(huì)使電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、規(guī)劃和運(yùn)行與過去相比有更大的不確定性，增加了配電網(wǎng)規(guī)劃的復(fù)雜性，改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性，為維護(hù)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，有必要將布式電源單元集成到現(xiàn)有的配電網(wǎng)中，使DG接受統(tǒng)一調(diào)度。

3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性分析

3.1 分布式電源的可靠性模型討論

3.1.1 將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮。這種模型下當(dāng)某段饋線發(fā)生故障時(shí)，通過斷路器跳閘將故障段隔離，而在系統(tǒng)中原來與DG相連的部分可由DG繼續(xù)供電。這種模型對(duì)配網(wǎng)可靠性的提高很大，但實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。

3.1.2 將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮。這種模型由于其功率輸出穩(wěn)定，保持不變，可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷會(huì)超過DG所能提供的功率的情況，為了確保孤島內(nèi)電力的供需平衡，保證形成的孤島運(yùn)行穩(wěn)定，須對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行孤島劃分。這種模型只能夠提高孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)水平。

3.1.3 本文將DG的可靠性模型分類為三種，即將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮，將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮，將DG作為隨機(jī)電源考慮。

3.1.4 將DG作為隨機(jī)電源考慮。這種模型除了額定功率輸出外，還有多個(gè)非額定運(yùn)行狀態(tài)，需要考慮其形成孤島的概率問題，一般由歷史負(fù)荷和DG的功率輸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到。此種模型比較符合常見DG的實(shí)際情況。

3.2 含分布式電源的配電網(wǎng)孤島運(yùn)行

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，用戶失去電源時(shí)，如果可以用DG頂替，則能夠繼續(xù)向重要負(fù)荷供電，從而改善配電網(wǎng)供電可靠性。包含DG的供電網(wǎng)與主配電網(wǎng)分離后，仍能繼續(xù)向部分負(fù)荷供電，則此包含DG的供電網(wǎng)稱之為孤島。孤島這種新的運(yùn)行方式可以減小停電面積，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

確定孤島方案時(shí)應(yīng)考慮以下四方面原則：（1）在可靠形成孤島的情況下，使開關(guān)操作的次數(shù)最少；（2）在滿足孤島內(nèi)總負(fù)荷不超過DG總發(fā)電容量的前提下，使孤島包含盡可能多的負(fù)荷；（3）孤島內(nèi)應(yīng)盡可能包含負(fù)荷等級(jí)更高的負(fù)荷；（4）使形成孤島需要的自動(dòng)重合閘的開關(guān)的數(shù)量最少。

3.3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)

按照評(píng)估對(duì)象的不同，配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)可分為負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)。

負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)描述的是單個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠度，主要包含平均故障率、停運(yùn)持續(xù)時(shí)間和平均停運(yùn)時(shí)間這三個(gè)指標(biāo)。它們都是一種概率指標(biāo)，反映在某種概率分布下的期望值。

系統(tǒng)指標(biāo)描述的是整個(gè)系統(tǒng)的可靠程度，我國(guó)配電網(wǎng)采用的可靠性指標(biāo)主要有用戶全年總停電次數(shù)（ACI次/年）、用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID時(shí)·戶）、用戶平均停電時(shí)間（AIHCh/（系統(tǒng)用戶·年））、供電不可用率（SU）、用戶平均停電次數(shù)（AITC次/（系統(tǒng)用戶·年））、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AIDh/（戶·年））、停電用戶平均停電次數(shù)（AICI次/（停電用戶·年））等。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)可以綜合的評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的可靠性。

根據(jù)指標(biāo)的物理意義，表中的配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)值越小，配電網(wǎng)的可靠性越高。有表3可以明顯看到，在原來的3節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入DG后，用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID）、用戶平均停電時(shí)間（AIHC）、供電不可用率（SU）、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AID）指標(biāo)都減小了，說明系統(tǒng)整體的可靠性有了顯著的提高。證明在配電網(wǎng)中合理接入DG后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

5 結(jié)語

本文分析了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃方面的影響，著重分析了配電網(wǎng)故障后，DG的接入對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中加入DG后，原來的單一電源點(diǎn)給饋線供電的網(wǎng)絡(luò)，變?yōu)橐粋€(gè)多電源與用戶相連的配電網(wǎng)絡(luò)，故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)含有DG的孤島運(yùn)行方式。通過算例表明，DG合理接入配電網(wǎng)后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢科軍，袁越，ZHOUCheng-ke.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（11）：74-78.

[2] 施偉國(guó)，宋平，劉傳銓.計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)供電可靠性研究[J].華東電力，2007，35（7）：37-41.

（責(zé)任編輯：劉 晶）endprint

摘要：文章針對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)后，對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及供電可靠性評(píng)估模型所帶來的變化。根據(jù)分布式電源的特點(diǎn)，討論了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃產(chǎn)生的影響。研究了分布式電源的可靠性模型，并分析了故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)的含有DG的孤島運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式電源；繼電保護(hù)；系統(tǒng)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0125-02

1 概述

分布式發(fā)電（D1istributed Generation）在改善電網(wǎng)可靠性方面有重要作用。DG具有安裝靈活、供電方便、環(huán)保等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)中。隨著DG接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)從一個(gè)輻射式的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)遍布電源與用戶互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，以孤島的形式繼續(xù)為用戶供電，保證了供電的連續(xù)性，大大地提高了供電的可靠性。

本文從分布式發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)入手，分析了DG對(duì)配電網(wǎng)的電壓、繼電保護(hù)、規(guī)劃方面的影響。重點(diǎn)討論了DG的可靠性模型，分析了含DG的配電網(wǎng)的孤島運(yùn)行，通過算例證明DG合理接入配電網(wǎng)可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.1 分布式發(fā)電技術(shù)

分布式發(fā)電指的是通過規(guī)模不大、分布在負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的發(fā)電。面對(duì)目前人均用電量的不斷增長(zhǎng)，很多地區(qū)都受到短時(shí)停電的威脅，很多大型用戶和商業(yè)中心都采用先進(jìn)的DG技術(shù)來保證自身的不間斷供電。

2.2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.2.1 對(duì)電壓的影響。電壓維持在規(guī)定范圍內(nèi)才能保證電能質(zhì)量。DG的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響。同樣滲透率的DG集中在同一節(jié)點(diǎn)，對(duì)電壓的支持效果要弱于分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。穩(wěn)態(tài)情況下，沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高。

2.2.2 對(duì)繼電保護(hù)的影響。DG接入配電網(wǎng)后，故障發(fā)生時(shí)為確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作，應(yīng)切斷電網(wǎng)中的DG。在架空線和地下電纜的混合線路中切斷DG，變壓器空載運(yùn)行，電纜對(duì)地電容與變壓器的線圈發(fā)生鐵磁諧振，產(chǎn)生不規(guī)則的高電壓、大電流，嚴(yán)重威脅線路的電力設(shè)備。

2.2.3 對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響。DG的出現(xiàn)會(huì)使電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、規(guī)劃和運(yùn)行與過去相比有更大的不確定性，增加了配電網(wǎng)規(guī)劃的復(fù)雜性，改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性，為維護(hù)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，有必要將布式電源單元集成到現(xiàn)有的配電網(wǎng)中，使DG接受統(tǒng)一調(diào)度。

3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性分析

3.1 分布式電源的可靠性模型討論

3.1.1 將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮。這種模型下當(dāng)某段饋線發(fā)生故障時(shí)，通過斷路器跳閘將故障段隔離，而在系統(tǒng)中原來與DG相連的部分可由DG繼續(xù)供電。這種模型對(duì)配網(wǎng)可靠性的提高很大，但實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。

3.1.2 將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮。這種模型由于其功率輸出穩(wěn)定，保持不變，可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷會(huì)超過DG所能提供的功率的情況，為了確保孤島內(nèi)電力的供需平衡，保證形成的孤島運(yùn)行穩(wěn)定，須對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行孤島劃分。這種模型只能夠提高孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)水平。

3.1.3 本文將DG的可靠性模型分類為三種，即將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮，將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮，將DG作為隨機(jī)電源考慮。

3.1.4 將DG作為隨機(jī)電源考慮。這種模型除了額定功率輸出外，還有多個(gè)非額定運(yùn)行狀態(tài)，需要考慮其形成孤島的概率問題，一般由歷史負(fù)荷和DG的功率輸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到。此種模型比較符合常見DG的實(shí)際情況。

3.2 含分布式電源的配電網(wǎng)孤島運(yùn)行

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，用戶失去電源時(shí)，如果可以用DG頂替，則能夠繼續(xù)向重要負(fù)荷供電，從而改善配電網(wǎng)供電可靠性。包含DG的供電網(wǎng)與主配電網(wǎng)分離后，仍能繼續(xù)向部分負(fù)荷供電，則此包含DG的供電網(wǎng)稱之為孤島。孤島這種新的運(yùn)行方式可以減小停電面積，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

確定孤島方案時(shí)應(yīng)考慮以下四方面原則：（1）在可靠形成孤島的情況下，使開關(guān)操作的次數(shù)最少；（2）在滿足孤島內(nèi)總負(fù)荷不超過DG總發(fā)電容量的前提下，使孤島包含盡可能多的負(fù)荷；（3）孤島內(nèi)應(yīng)盡可能包含負(fù)荷等級(jí)更高的負(fù)荷；（4）使形成孤島需要的自動(dòng)重合閘的開關(guān)的數(shù)量最少。

3.3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)

按照評(píng)估對(duì)象的不同，配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)可分為負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)。

負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)描述的是單個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠度，主要包含平均故障率、停運(yùn)持續(xù)時(shí)間和平均停運(yùn)時(shí)間這三個(gè)指標(biāo)。它們都是一種概率指標(biāo)，反映在某種概率分布下的期望值。

系統(tǒng)指標(biāo)描述的是整個(gè)系統(tǒng)的可靠程度，我國(guó)配電網(wǎng)采用的可靠性指標(biāo)主要有用戶全年總停電次數(shù)（ACI次/年）、用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID時(shí)·戶）、用戶平均停電時(shí)間（AIHCh/（系統(tǒng)用戶·年））、供電不可用率（SU）、用戶平均停電次數(shù)（AITC次/（系統(tǒng)用戶·年））、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AIDh/（戶·年））、停電用戶平均停電次數(shù)（AICI次/（停電用戶·年））等。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)可以綜合的評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的可靠性。

根據(jù)指標(biāo)的物理意義，表中的配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)值越小，配電網(wǎng)的可靠性越高。有表3可以明顯看到，在原來的3節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入DG后，用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID）、用戶平均停電時(shí)間（AIHC）、供電不可用率（SU）、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AID）指標(biāo)都減小了，說明系統(tǒng)整體的可靠性有了顯著的提高。證明在配電網(wǎng)中合理接入DG后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

5 結(jié)語

本文分析了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃方面的影響，著重分析了配電網(wǎng)故障后，DG的接入對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中加入DG后，原來的單一電源點(diǎn)給饋線供電的網(wǎng)絡(luò)，變?yōu)橐粋€(gè)多電源與用戶相連的配電網(wǎng)絡(luò)，故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)含有DG的孤島運(yùn)行方式。通過算例表明，DG合理接入配電網(wǎng)后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢科軍，袁越，ZHOUCheng-ke.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（11）：74-78.

[2] 施偉國(guó)，宋平，劉傳銓.計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)供電可靠性研究[J].華東電力，2007，35（7）：37-41.

（責(zé)任編輯：劉 晶）endprint

摘要：文章針對(duì)分布式電源接入配電網(wǎng)后，對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及供電可靠性評(píng)估模型所帶來的變化。根據(jù)分布式電源的特點(diǎn)，討論了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃產(chǎn)生的影響。研究了分布式電源的可靠性模型，并分析了故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)的含有DG的孤島運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式電源；繼電保護(hù)；系統(tǒng)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0125-02

1 概述

分布式發(fā)電（D1istributed Generation）在改善電網(wǎng)可靠性方面有重要作用。DG具有安裝靈活、供電方便、環(huán)保等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)中。隨著DG接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)從一個(gè)輻射式的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)遍布電源與用戶互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，以孤島的形式繼續(xù)為用戶供電，保證了供電的連續(xù)性，大大地提高了供電的可靠性。

本文從分布式發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)入手，分析了DG對(duì)配電網(wǎng)的電壓、繼電保護(hù)、規(guī)劃方面的影響。重點(diǎn)討論了DG的可靠性模型，分析了含DG的配電網(wǎng)的孤島運(yùn)行，通過算例證明DG合理接入配電網(wǎng)可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.1 分布式發(fā)電技術(shù)

分布式發(fā)電指的是通過規(guī)模不大、分布在負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的發(fā)電。面對(duì)目前人均用電量的不斷增長(zhǎng)，很多地區(qū)都受到短時(shí)停電的威脅，很多大型用戶和商業(yè)中心都采用先進(jìn)的DG技術(shù)來保證自身的不間斷供電。

2.2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.2.1 對(duì)電壓的影響。電壓維持在規(guī)定范圍內(nèi)才能保證電能質(zhì)量。DG的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)饋線上的電壓分布產(chǎn)生重大影響。同樣滲透率的DG集中在同一節(jié)點(diǎn)，對(duì)電壓的支持效果要弱于分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。穩(wěn)態(tài)情況下，沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓被抬高。

2.2.2 對(duì)繼電保護(hù)的影響。DG接入配電網(wǎng)后，故障發(fā)生時(shí)為確保保護(hù)裝置正確動(dòng)作，應(yīng)切斷電網(wǎng)中的DG。在架空線和地下電纜的混合線路中切斷DG，變壓器空載運(yùn)行，電纜對(duì)地電容與變壓器的線圈發(fā)生鐵磁諧振，產(chǎn)生不規(guī)則的高電壓、大電流，嚴(yán)重威脅線路的電力設(shè)備。

2.2.3 對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃的影響。DG的出現(xiàn)會(huì)使電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、規(guī)劃和運(yùn)行與過去相比有更大的不確定性，增加了配電網(wǎng)規(guī)劃的復(fù)雜性，改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性，為維護(hù)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，有必要將布式電源單元集成到現(xiàn)有的配電網(wǎng)中，使DG接受統(tǒng)一調(diào)度。

3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性分析

3.1 分布式電源的可靠性模型討論

3.1.1 將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮。這種模型下當(dāng)某段饋線發(fā)生故障時(shí)，通過斷路器跳閘將故障段隔離，而在系統(tǒng)中原來與DG相連的部分可由DG繼續(xù)供電。這種模型對(duì)配網(wǎng)可靠性的提高很大，但實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。

3.1.2 將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮。這種模型由于其功率輸出穩(wěn)定，保持不變，可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷會(huì)超過DG所能提供的功率的情況，為了確保孤島內(nèi)電力的供需平衡，保證形成的孤島運(yùn)行穩(wěn)定，須對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行孤島劃分。這種模型只能夠提高孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)水平。

3.1.3 本文將DG的可靠性模型分類為三種，即將DG作為普通的配網(wǎng)變電站考慮，將DG作為等值發(fā)電機(jī)考慮，將DG作為隨機(jī)電源考慮。

3.1.4 將DG作為隨機(jī)電源考慮。這種模型除了額定功率輸出外，還有多個(gè)非額定運(yùn)行狀態(tài)，需要考慮其形成孤島的概率問題，一般由歷史負(fù)荷和DG的功率輸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到。此種模型比較符合常見DG的實(shí)際情況。

3.2 含分布式電源的配電網(wǎng)孤島運(yùn)行

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，用戶失去電源時(shí)，如果可以用DG頂替，則能夠繼續(xù)向重要負(fù)荷供電，從而改善配電網(wǎng)供電可靠性。包含DG的供電網(wǎng)與主配電網(wǎng)分離后，仍能繼續(xù)向部分負(fù)荷供電，則此包含DG的供電網(wǎng)稱之為孤島。孤島這種新的運(yùn)行方式可以減小停電面積，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

確定孤島方案時(shí)應(yīng)考慮以下四方面原則：（1）在可靠形成孤島的情況下，使開關(guān)操作的次數(shù)最少；（2）在滿足孤島內(nèi)總負(fù)荷不超過DG總發(fā)電容量的前提下，使孤島包含盡可能多的負(fù)荷；（3）孤島內(nèi)應(yīng)盡可能包含負(fù)荷等級(jí)更高的負(fù)荷；（4）使形成孤島需要的自動(dòng)重合閘的開關(guān)的數(shù)量最少。

3.3 含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)

按照評(píng)估對(duì)象的不同，配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)可分為負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)。

負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)描述的是單個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的可靠度，主要包含平均故障率、停運(yùn)持續(xù)時(shí)間和平均停運(yùn)時(shí)間這三個(gè)指標(biāo)。它們都是一種概率指標(biāo)，反映在某種概率分布下的期望值。

系統(tǒng)指標(biāo)描述的是整個(gè)系統(tǒng)的可靠程度，我國(guó)配電網(wǎng)采用的可靠性指標(biāo)主要有用戶全年總停電次數(shù)（ACI次/年）、用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID時(shí)·戶）、用戶平均停電時(shí)間（AIHCh/（系統(tǒng)用戶·年））、供電不可用率（SU）、用戶平均停電次數(shù)（AITC次/（系統(tǒng)用戶·年））、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AIDh/（戶·年））、停電用戶平均停電次數(shù)（AICI次/（停電用戶·年））等。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)可以綜合的評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的可靠性。

根據(jù)指標(biāo)的物理意義，表中的配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)值越小，配電網(wǎng)的可靠性越高。有表3可以明顯看到，在原來的3節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中接入DG后，用戶停電總持續(xù)時(shí)間（CID）、用戶平均停電時(shí)間（AIHC）、供電不可用率（SU）、故障平均停電持續(xù)時(shí)間（AID）指標(biāo)都減小了，說明系統(tǒng)整體的可靠性有了顯著的提高。證明在配電網(wǎng)中合理接入DG后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

5 結(jié)語

本文分析了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓、繼電保護(hù)和規(guī)劃方面的影響，著重分析了配電網(wǎng)故障后，DG的接入對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中加入DG后，原來的單一電源點(diǎn)給饋線供電的網(wǎng)絡(luò)，變?yōu)橐粋€(gè)多電源與用戶相連的配電網(wǎng)絡(luò)，故障時(shí)配電網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)含有DG的孤島運(yùn)行方式。通過算例表明，DG合理接入配電網(wǎng)后，可以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢科軍，袁越，ZHOUCheng-ke.分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（11）：74-78.

[2] 施偉國(guó)，宋平，劉傳銓.計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)供電可靠性研究[J].華東電力，2007，35（7）：37-41.

（責(zé)任編輯：劉 晶）endprint