计及分布式电源的配电系统可靠性应用研究

计及分布式电源的配电系统可靠性应用研究

李玉广

中国人民解放军61764部队572103

摘要：随着社会的发展，导致能源出现较大的危机，进而引发一系列的环境问题，分布式电源技术是在科学技术的基础上发展起来的，受到了国家供电部门的重视，加强对配电系统的研究成为人们普遍关注的话题，其可靠性与用户的生活息息相关，影响着供电企业的经济效益。分布式电源在配电系统中被广泛应用，在接入配电系统后，会改变配电系统的结构和运行方式。因此，加强对计及分布电源配电系统的可靠性进行准确的评估，对确保配电系统的合理规划建设，促进新能源的有效发展具有重要作用。

关键词：配电系统；分布式电源；可靠性评估；模型

前言

第二次工业革命后，促使中国进入到电气时代，电力的发展，促使电能成为社会生产和人类生活中的重要能力。科学技术的进步，促使能源需求逐渐提高，只有确保电力系统的稳定性，才能满足持续供电的要求。配电系统能够将输变电系统与用户有机的联系起来，给用户提供电能。随着新能源开发规模的不断增大，电能的高成本、高损耗和高运行维护难度逐渐升高，提升供电系统的质量、安全性和可靠性成为当前电力系统需要迫切解决的问题。

一、配电系统可靠性评估特点

第一，电力系统在实际的运行过程中，主要是由发、输、变电系统共同来组成的，能够满足生产、输送和消费功能，配电系统需要与用电设备相连接，一旦配电系统发生故障，就会造成系统对用户供电的终端，配电系统的可靠性将会无法保障。第二，配电系统是向用户供应和分配电能的最终环节，在对配电系统进行研究时需要建立在用户使用的基础上，对提高配电系统供电能力和质量具有重要作用。第三，配电系统结构多样化，主要是采用开环运行、辐射状结构，以经典方式来确保配电系统的可靠性[1]。

二、计及分布式电源的配偶点系统可靠性评估模型

（一）风力发电机模型

第一，风速模型。以风力发电机输出功率为前提，需要以以配电系统的可靠性评估为基础，能够有效的坚强或避免风电场对电力系统造成的影响，对减少电力系统的运行成本，保证电力系统的安全稳定运行具有重要作用。由于每个地区的风速变化不同，风力发电机取决于风俗，会随着时间而波动。风速自身具有时序性和相关性特点，能够通过风速的顺序和大小来展现出风速的动态变化过程，需要运用回归滑动平均模型对风速进行建模和预测，制造出合理的风力发电模型。第二，风力发电机出力模型。风力发电具有随机性、间歇性和不可控性，风力发电机的输出功率会随风速而不断发生变化，不同类型的风机输出功率曲线不同。如果知道某时刻的风速值，可以通过风力发电机输出功率特性曲线来计算出该时刻的有功输出[2]。

（二）光伏发电系统模型

第一，光照强度模型。是由光伏阵列、恐怖工资器和逆变器共同来组成的，里面含有难以准确测量的参数，为了提高工程的实用价值，主要是采用工程实用模型。光伏发电系统的输出功率与温度和光照强度有直接的联系，导致光照强度对光伏发电系统的功率输出影响较大，需要配备最大功率跟踪装置。因此可知，光伏发电系统的实时输出功率与光照强度有直接关系，会随着时间和温度而不断发生变化。第二，多状态模型。在使用中需要充分考虑到光照强度不稳定特点，促使光伏发电系统模型计算容易又具有代表性，能够将不同的容量的光伏发电系统简化为五状态模型。需要根据实际需求建立出光伏发电系统的多状态模型，充分展现出光伏出力的随机性和可靠性特点。

三、计及分布式电源的配电系统可靠性分析

（一）分布式电源的介入形式与运行方式

第一，分布式电源的接入形式，配电系统主要结构是辐射形，电压等级应该控制在10KV-110KV范围内，能够展现出配电系统的不同接线方式。分布式电源可以通过配电系统的分支馈线分散接入到系统中的各个负荷点，需要通过压低母线接入到配电系统中。配电系统中的分支馈线分散接入到系统中的各个负荷点时，需要与负荷点直接相连，减少中间配电环节，一旦出现故障，需要直接相连负荷点来提供电能，确保供电系统的稳定性。第二，通过低压母线集中接入到配电系统中，当中压侧发生故障时，系统侧会出现不会向低压用户提供电能情况，导致输出功率不稳定，需要提高供电系统的可靠性，经由配电系统的分支馈线进行分散接入[3]。

计及分布式电源的配电系统孤岛研究

孤岛运行分析主要分为计划孤岛运行和非计划孤岛运行。其中计划孤岛运行主要是指规划人员需要对分布式电源的安装位置、容量和所在区域的负荷大小进行明确，分析出合理的孤岛范围，当独立电网与大电网脱离时，能够满足孤岛的持续可靠供电。而非计划孤岛，主要是指由于自然灾害所产生的电网事故，会影响电力系统的正常供电，无法保证电能质量。电力系统在正常的运行过程中，不允许出现非计划孤岛现象，一旦出现，岛内的分布式电源配电系统应该及时退出，确保电力系统的正常运行。在对孤岛模型进行划分时，需要采用光度优点搜索算法，用计算负荷之和的最大值，与分布式电源的额定容量进行比较的形式，来完成所有节点的搜索，选择出孤岛范围内满足条件的负荷点[4]。

结论

电能是人类社会生存和发展中的重要能源，用户对电能的需求量逐渐升高，其可靠性与用户的生活息息相关。随着能源短缺和环境问题频现，分布式电源得到了人们的高度重视，为了确保配电系统的可靠性，需要建立提高配电系统可靠性精度并符合实际的可靠性模型，为分布式电源的配电系统进行精准的评估。通过接入分布式电源，使孤岛内负荷点的可靠性明显提升，孤岛外的部分负荷点可靠性也有所提升，能够提升电力系统运行的可靠性，促进电力系统的健康发展。

参考文献

[1]王浩鸣.含分布式电源的配电系统可靠性评估方法研究[D].天津大学,2012.

[2]王昌照.含分布式电源配电网故障恢复与可靠性评估研究[D].华南理工大学,2015.

[3]龚剑波,黄民翔,孙飞飞.基于GO法的含分布式电源的配电系统可靠性评估[J].电力系统保护与控制,2012,16:90-94+100.

[4]王辉.计及分布式电源的配电系统可靠性评估[D].河北农业大学,2011.