劉宇恒

摘要：在以往的配電網(wǎng)重構(gòu)的過程中多數(shù)使用靜態(tài)重構(gòu)的方式，然而由于配電網(wǎng)的運行屬于動態(tài)化的過程，會導致不同節(jié)點的負荷情況處于不斷變化的狀態(tài)，同時由于開關(guān)壽命以及能夠開合的次數(shù)都有一定的限制，因此無法對配電網(wǎng)進行多次而且頻繁的重構(gòu)。因此在探討配電網(wǎng)重構(gòu)策略時，需要對多種因素進行綜合考慮，例如負荷數(shù)據(jù)動態(tài)變化以及分布式電源等，確保配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定和效率。本文分析了分布式電源的概念和類型，深入探討了含多種分布式電源的配電網(wǎng)重構(gòu)優(yōu)化策略，以期可以為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供重要的基礎保障。

關(guān)鍵詞：多種分布式;電源;配電網(wǎng)重構(gòu);優(yōu)化策略

分布式電源屬于一種處于獨立狀態(tài)的電源，形狀較小，具有環(huán)保型的特點，是為了保障配電網(wǎng)正常運行所引入的電源裝置，和用戶之間的距離較短。當分布式能源接入到配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)的能源將不會再是單一能源，分布式能源的接入位置以及容量的大小都會對配電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。電源的發(fā)電功率會隨著外界溫度的變化而產(chǎn)生不同的反應，進而影響了配電網(wǎng)系統(tǒng)的分布情況，給負荷預測工作、配電網(wǎng)規(guī)劃工作以及配電網(wǎng)運行評估等多個工作受到影響。配電網(wǎng)重構(gòu)具體指的是對分段以及聯(lián)絡開關(guān)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)化，達到轉(zhuǎn)變原有拓撲結(jié)構(gòu)的效果，能夠顯著提升配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。由于多種分布式電源會給電網(wǎng)的運行造成一定影響，因此需要選擇不同的方法對配電網(wǎng)的重構(gòu)進行優(yōu)化。

一、分布式電源的概念、類型

分布式電源是一種小型的電源，以分散的狀態(tài)存在于用電人員的附近范圍，在該電源接入配電網(wǎng)之后可以持續(xù)提供電能或者以獨立的狀態(tài)進行電能輸出。分布式電源擁有較多的優(yōu)勢，例如傳輸?shù)木嚯x較之前的電源相比大幅度的縮短，電能在運輸過程中損耗的能量較小，使用的能源為可再生能源，并且還能夠提升對能源的利用效率，建設過程中需要的成本和時間少，還不會造成環(huán)境污染[1]。特別是對于部分較為特殊的用戶而言，可以充分滿足用戶的需求，例如在部分配電網(wǎng)建設不完善的偏僻地區(qū)或者部分海島等，都可以利用分布式電源進行供電。分布式電源不需要電力系統(tǒng)中心進行控制和調(diào)度，對于大電網(wǎng)而言可以起到有效的補充作用?；诜植际诫娫此鶕碛械亩喾N優(yōu)勢，因此在當前能源系統(tǒng)的發(fā)展過程中有著廣泛的應用，也成為了多個領域的研究焦點。分布式電源的類型包括風力發(fā)電、光伏發(fā)電、微型燃氣輪機、燃料電池等，每一種分布式電源都有著不同的特點和優(yōu)勢。

二、含多種分布式電源的配電網(wǎng)多時段重構(gòu)

（一）多時段重構(gòu)模型

1.多時段重構(gòu)目標函數(shù)

在構(gòu)建目標函數(shù)的過程中需要考慮到多個因素：（1）配電網(wǎng)整體運行是否具有較高的經(jīng)濟性;（2）不同時間段時間復雜性以及空間復雜性;（3）在開關(guān)關(guān)閉和開啟過程中產(chǎn)生的各項費用;（4）在一個具體的時間段內(nèi)最低的綜合費用。通過對多個因素進行整合之后可以形成目標函數(shù)，建立函數(shù)模型[2]。

2.重構(gòu)約束條件

第一，需要滿足在傳統(tǒng)的靜態(tài)重構(gòu)過程中存在的基本條件，主要包括潮流約束條件、容量約束條件、支路電流約束條件以及節(jié)點電壓的約束條件。第二，需要對開關(guān)的最大操作次數(shù)進行分析，并對其操作次數(shù)以及可承受的動作轉(zhuǎn)化總次數(shù)進行限制，保證重構(gòu)可以滿足開關(guān)的約束條件。

（二）多時段劃分指標

在進行含分布式電源的多時段重構(gòu)過程中主要根據(jù)網(wǎng)絡的整體有功損耗情況以及表示電壓穩(wěn)定性能的兩種指標進行評價和時段劃分[3]。表示電壓穩(wěn)定性的指標的分析原因在于當配電網(wǎng)和分布式電源進行連接之后，電源會出現(xiàn)隨機性的特點，進而影響了配電網(wǎng)的穩(wěn)定情況。將上述兩個指標進行綜合之后可以形成綜合評價指標，以一個小時為單位，將每天共分為24個小時段，并且同時需要對各個時段進行綜合指標分析和計算，反映出每個階段所出現(xiàn)的損失情況。結(jié)合所獲得的數(shù)據(jù)進行時段劃分，要求在時段劃分之后每一個時段只允許進行1次配電網(wǎng)重構(gòu)。

（三）含多種分布式電源的配電網(wǎng)多時段重構(gòu)實際流程

第一步，將配電網(wǎng)中所含有的初始數(shù)據(jù)輸入，根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)和劃分完畢的時段對每個時段的綜合評價指標進行分析，同時根據(jù)系統(tǒng)所允許范圍內(nèi)的指標標準差進行標準差設定，設定值為允許范圍內(nèi)的最大值[4]。

第二步，根據(jù)上一步的結(jié)果對多時段重構(gòu)方案進行第二次的時段劃分。如果在這一階段中并沒有進入到另一個全新的重構(gòu)時間段，需要對本時段在運行過程中所產(chǎn)生的費用進行及時的計算。如果進入到全新的重構(gòu)時間段則保證負荷數(shù)據(jù)不變，使用經(jīng)過改進之后的量子粒子群算法作為計算方法，將最低的運行費用作為本次重構(gòu)方案設計的目標，找出配置最佳的開關(guān)組合方案。

第三步，對粒子的位置進行更新，在這一階段所使用的手段為差分進化。

第四步，分析是否目前的方案滿足配電網(wǎng)重構(gòu)過程中的收斂條件，如果滿足這一條件則總結(jié)出運行效果最佳的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，此時可以輸出在一個新時段具體對開關(guān)進行操作的計劃。如果沒有滿足這一條件，需要繼續(xù)進行迭代，并尋找最優(yōu)的方案。對在新的重構(gòu)時段中配電網(wǎng)在運行過程中所產(chǎn)生的總體費用，評估是否此次重構(gòu)時段結(jié)束，如果結(jié)束則可以輸出方案，如果沒有結(jié)束需要返回步驟二繼續(xù)計算[5]。

（四）算例分析

算例分析共分為三項，第一項考慮當沒有接入分布式電源時配電網(wǎng)進行多時段重構(gòu)的方案，能夠減少網(wǎng)損以及系統(tǒng)運行所需要的費用。第二項考慮接入分布式電源時配電網(wǎng)進行多時段重構(gòu)的方案，且此時分布式電源的容量保持在恒定的狀態(tài)。當接入分布式電源之后可以明顯發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的原有潮流走向發(fā)生了變化，之前的最佳結(jié)構(gòu)模式被替換，在替換之后對配網(wǎng)的運行產(chǎn)生了較大的優(yōu)化效果，同時還可以避免開關(guān)多次操作的現(xiàn)象。第三項也是考慮接入分布式電源，同時也考慮到了負荷變化因素以及分布式電源出力的特點。在接入分布式電源后不論是否配電網(wǎng)會進行重構(gòu)，在配電網(wǎng)不同節(jié)點的電壓都會有所提升，代表分布式電源可以就近為用戶進行電能補充，對于系統(tǒng)電壓來講可以起到有效的支撐作用[6]。

結(jié)束語：

但是隨著該類型電源接入數(shù)量不斷增加，使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及運行情況受到了電源隨機性特點和波動性特點的影響，導致供電的方式出現(xiàn)了變化。為了減少分布式電源的影響可以對配電網(wǎng)的重構(gòu)方法進行優(yōu)化，根據(jù)不同階段的運行特點完成重構(gòu)，對各種重構(gòu)情況進行分析，包括調(diào)整分布式電源的位置、容量以及分布式電源出力變化等。通過多時段重構(gòu)可以減少配電網(wǎng)的損失以及電網(wǎng)運行所需要的成本和費用，具有較高的性價比，在此基礎之上還能夠改善供電質(zhì)量，可以對低壓配電網(wǎng)的具體運行方式進行有效的補充。

參考文獻：

[1]潘本仁，王和春，張妍，等.含分布式電源的主動配電網(wǎng)重構(gòu)策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2020，48（15）：102-107.

[2]張瓊藝，劉立群，劉天保，等.基于改進獅群算法的主動配電網(wǎng)綜合優(yōu)化研究[J].太原科技大學學報，2020，41（03）：176-182.

[3]黃宸希，孫保華，韓韜，等.分布式電源對配電網(wǎng)的影響及其接入位置的選取[J].南昌大學學報（理科版），2020，44（01）：87-91.

[4]封士永，陳蕾，鄭賢舜，等.基于改進投影梯度的含分布式電源配電網(wǎng)潮流優(yōu)化算法[J].電氣自動化，2019，41（06）：29-31+114.

[5]王波，虞殷樹，賀旭，王晴，等.計及分布式電源并網(wǎng)安全約束的配電網(wǎng)改接優(yōu)化模型[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2019，47（22）：67-77.

[6]瞿合祚，李曉明，楊玲君，等.考慮負荷和分布式電源時變性的配電網(wǎng)多目標動態(tài)重構(gòu)和DG調(diào)度[J].高電壓技術(shù)，2019，45（03）：873-881.