浅析分布式发电对配电网可靠性的影响

武伟鸣，张博，吕昊，樊锐轶

（国网河北省电力公司，河北 石家庄 050021）

浅析分布式发电对配电网可靠性的影响

武伟鸣，张博，吕昊，樊锐轶

（国网河北省电力公司，河北 石家庄 050021）

本文就分布式发电并网运行对配电网可靠性的影响进行了研究。计算可靠性指标采用区间算法，通过一个简单的配电网模型，得出含DG的配电网可靠性指标计算公式。将IEEEE-RBTSBUS6测试系统作为研究算例，对发电机组不同运行状态和发电工况下配电网可靠性指标进行分析，最后验证了分布式发电并网运行在改善配电网可靠性方面的作用。

区间算法；分布式电源；并网运行；可靠性评估

0 引言

就目前而言，分布式发电技术发展迅速，在电能生产方面，分布式发电所占比重逐渐增大。同时，分布式发电对于配电网的结构也造成了一定的影响。

1 基于区间算法的配电网的可靠性评估

因为需要将配电网元件以及负荷原始参数的不确定性作为考虑因素，所以利用区间算法对分布式电源并网运行可靠性指标进行计算，同时还对不同的分布式电源模型进行了分析，以此来对配电网的可靠性影响进行说明。

（1）可靠性区间运算。若给定区间数，运算过程如下：

［x］=［x,x］,［y］=［y,y］

［x］+［y］=［x+y,x+y］,

［x］-［y］=［x-y,x-y］,［x］.［y］=［x.y,x.y］

［1/y,1/y］=［x/y,x/y］

若将每个负荷点的可靠性指标设为Ui，将平均故障率设为λi，那么根据反演公式可以求出负荷点的平均停运持续时间，设其为γi，可以得到：

［λi］=Φ（［λi］，［Ui］）

（2）含DG的配电网可靠性计算模型。图1是一个含有DG的简单配电网图：

图1

对于含分布式电源系统中的孤岛而言，在发电量不能满足负荷需求时，可能会切除部分负荷，在负荷下降明显时，还有可能断开部分分布式电源。为了保证配电网的可靠稳定供电，本文采用启发式孤岛划分算法。第一步对孤岛的形成进行假设，假设孤岛能够形成，在线路的二重故障的影响完全忽略的情况下，位于孤岛DG上游的负荷LP问题就应该属于线路和DG的二重故障问题。并且若是负荷点所在位置的线路发生故障时，这个负荷点就一定会停电，供电恢复时长由故障修复时长决定。对于孤岛DG下游侧DGD的负荷点LPK而言，除线路和DG之间的二重故障所带来的影响之外，还有一种可能会导致负荷点的供电中断，那就是负荷点和DG之间的线路故障。在此时，负荷点LPX的故障率以及年平均停电时间应该是：

在上式中λD表示的是DG的故障率，γD表示的是故障修复所需的时间，γq位于负荷点LPX和DG二者前面的每一条供电线路的故障率，γq则表示的是故障修复时间，λp表示的是负荷点LPX和DG之间每一条供电线路的故障率。N表示DG和负荷点LPX的供电线路数量。M表示DG和负荷点LPX之间的供电线路数量。因为孤岛内负荷需求不能保证一直被满足，即DG的发电量不是一直足够的，所以需要对孤岛形成的概率进行判断。若该条件下不能形成孤岛，则可按照系统没有安装DG时运用的方法进行分析。经过分析，可以得到每个负荷点的可靠性指标。配电网可靠性指标包括了SAIFI、SAIDI、CAIDI、ASAI以及ENS等，其中，SAIFI指的是系统平均停电频率，SAIDI是系统平均停电持续时间，CAIDI是用户平均停电持续时间，ASAI是系统平均供电可用率，ENS是系统的缺供电量。

2 算例

本文将IEEE-RBTSBus6测试系统主馈线F4作为算例，图2是其结构示意图。

图2

从图2可以看出，该系统共有线路30条，负荷点23个，熔断器23个，与此同时还有23个用户变压器和4个断路器，2个分布式电源以及21个隔离开关。分布式电源是加在23号和第29号主馈线处。在计算过程中，将熔断器故障以及断路器故障率设为0，隔离开关的操作时间为30分钟，区间的取值为0.4～0.6，每一条主馈线的平均修复时间为4小时，其故障率为每千米0.05次。用户变压器的修复时间为30小时，发生故障的概率为每台0.015次，其区间值的误差均按照20%来计算，分布电源的区间误差值按10%计算，发生故障的概率为4次/a，修复的时间平均为50小时。将图2作为依据对可靠性模型进行分析计算，若不考虑DG的作用，可靠性指标如表1所示。

表1

若不考虑容量限制，则可以将DG作为配电网，那么计算的结果如表2所示。

通过计算结果对比可以看到，影响系统可靠性的因素是多种的，所以需要对分布式发电系统的容量配置进行合理的安排。

表2

3 结语

随着分布式发电的迅猛发展，大规模分布式发电并网运行已成为智能电网发展的必然趋势，所以对于不同的分布式电源模型的可靠性研究是非常有必要的。与此同时，还应该对分布式电源选址定容的合理性进行考虑，分布式发电和传统的发电方式进行合理配置，将会使得配电系统的运行与发展变得更加的健康有序。本文采用区间算法对配电网不同运行状态下的可靠性进行了较为有效的评估，计算结果与工程实际契合程度较高。

[1]贺先强，丁坚勇，陈丹.计及分布式发电影响的配电网可靠性评估[J].电气应用，2008,03:60～64

[2]钱科军，袁越，ZHOUCheng-ke.分布式发电对配电网可靠性的影响研究[J].电网技术，2008,11:74～78.

TM732

A

1671-0711（2016）10（下）-0109-02