降压节能调节下的主动配电网运行优化策略

文/王俊融　张俊玮　欧家祥　宋强　杨婧

1　配电网降压节能的意义

随着我国电力体制改革的不断发展，使主动配电网公司能以市场参与主体的身份进行购电和售电。在实际运行过程中，当市场电价＞主动配电网的售电电价时，买入的电量越多，主动配电网公司的亏损也越大，为了降低亏损，需使用降压节能调节技术对主动配电网运行进行优化。在可充分利用可再生能源的基础上，从经济、节能的角度对发电机组进行排序，实现机组发电量的最佳分配。在实际应用过程中，当用户用电终端节点电压出现下降时，利用降压节能技术可使用户用电量降低，而当市场购电价格过高时，利用降压节能技术可使购电量相应地减少，进而提升电网运行的经济性。

2　主动配电网运行优化策略

配电网优化调度的目标主要为市场调度、节能调度、综合调度、经济调度4种类型。在电力市场的机制下，电力调度主要是将经济成本作为最小目标，实现机组的最优分配。在保证系统可靠运行的基础上，实现系统运行成本的最低，综合考虑环保、经济、安全等方面的因素，实现机组发电量的最佳分配。在进行主动配网潮流计算时，一般不需要对频率的变化进行考虑，而利用电压的静态特性表示配网的负荷模型。

由于采用降低节点电压的方法使用户电能使用量降低时，会网损变大，而这一部分增大的网损主要由ADisCo承担（假设电网的运行和市场购电决策由ADisco负责）。因为利用降压节能技术节省的电能远高出降压造成的网损，因此可对这一部分网损进行忽略。

表1：算例结果对比

3　案例介绍

某主动配电网采用IEEE33辐射状配电网系统，在系统的基础上修改了有载调压变压器（OLTC）、分布式可再生发电（DG）、负荷参数、并联电容器。负荷量是已知的，系统中共有6个DG，分别处于节点5、7、15、22、26、31，DG出力情况未知。另外系统中在节点 8、10、12、17、18、28、29、31 还包含了8个1L，每一处可使用的组数最大值为10，每一组的大小为0.03Mvar。国内统一的配电网售电价格为40USD/MW.H，1L签订的合同价格为10USD/MW.h，运行过程中使用的灵活可中断不成价格为40USD/MW.h，DG有功成本为10USD/MW.h。

为了验证降压节能调节理论的正确性，对此案例进行了仿真分析：算例1指的是基础模型，该模型不需要考虑CVR控制、1L控制、无功优化控制；算例2是以算例1为基础，考虑无功优化，但不对CVR控制和1L进行考虑；算例3是基于算例2，不对CVR控制进行考虑，但对1L进行考虑；算例4是基于算例3对负荷CVR进行考虑。所有算例都利用优化软件平台上的求解器进行计算。

4　计算结果

文章主要以主动配电网现行潮流模型进行计算和分析，并利用全电压等级在线理论线损计算系统进行计算。当负荷达到该值后，AND处于正常运行时，电压下限值为0.90PU，主动配电网在正常运行的过程中，电压幅度值会处于10%以内，电幅值误差也可保持在工程允许的范围中。

经计算，主动配电网公司算例1总利润为18985.53USD，算例4时主动配电网公司总利润为27311.27USD，算例1和算例2都存在电压越限的情况，由于算例2中应用了并联电容器和OLTC等武功优化控制装置，在一定程度上缓解了算例2中电压越线的问题。算例1和算例2中的低电压问题对主动配电网公司分别造成了8964.1USD和1988.18USD的损失，导致算例2总利润要高出算例以总利润6974.03USD，算例3中通过使用并联电容器、OLTC、1L没有出现算例1和算例2中电压越限的情况，算例3中1L成本为737.34USD，在应用1L后，系统整体负荷降低，将算例3和算例2的计算结果进行对比后，主动配电网整体售电收益降低了401.96USD，实时购电成本期望下降了90.06USD，日前购电成本降低了382.10USD，算例4基于算例3的基础增加了CVR控制，总利润值达到了27311.27USD，为所有算例中利润最高值，降低了1L控制成本。算例4和算例3相比，主动配电网控制成本由原来的737.34USD下降至168.63USD，主动配电网收益从原来的64514.42USD降低至62238.64USD。算例结果如表1所示。

从表1可看出，在使用CVR进行控制后，算例4每小时可使用有功负荷降低2～3.5MW.h，算例41L使用量比算例31L的使用量降低了75%，使整体成本显著下降，提升了主动配电网企业的经济效益。

5　结束语

综上所述，在主动配电网运行过程中，采用降压节能调节的方法可有效降低运营成本，提升主动配电网企业的经济效益，进而达到优化配电网公司收益的目标。文章结合实际案例进行分析，提出了考虑实时电价不确定和风电不确定的主动配电网安全运行优化模型，可对降压节能负荷、可中断灵活负荷、电容器、OLTC等措施进行合理的应用，在保证主动配电网安全运行的同时，使主动配电网的利润实现最大化。