配电网中分布式电源选址定容研究.pdf

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1、第35卷第6期东北电力大学学报V01．35．No．62015年12月JournalOfNortheastDianliUniversityDec．，2015文章编号：1005—2992(2015)06—0033—06配电网中分布式电源选址定容研究沈杰，张健2，冀瑞芳。，陈蓉4，王鹤4(1．国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京昌平区100096；2．国网吉林省电力有限公司，吉林长春130021；3．国网吉林省电力公司长春市宽城供电公司，吉林长春130051；4．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)

2、摘要：分布式电源是安装在系统负荷附近的小型发电机组，合理设置分布式电源的位置和容量对电力系统优化运行具有重要意义。将分布式电源视为PQ节点，首先利用电压灵敏度方法确定其最优位置，然后通过遗传算法(GA)确定其容量，以达到整个系统损耗最小的目的。最后为验证所提策略的有效性，以IEEE一33节点径向配电网系统为例进行仿真研究。结果表明，当所有的母线电压保持在适当范围内时，分布式电源(DG)的优化配置对网络损耗最小化起到重要作用。关键词：分布式电源；配电网规划；选址和定容；遗传算法中图分类号：TM715文献标识码：A0引

3、言在全球一次能源逐渐衰竭和电力企业解除管制的背景下，分布式发电技术应运而生。一方面在一些偏远地区由于输配电建设投资过大或者根本无法架设输配电设备等情况导致供电无法满足人们生产、生活需求；另一方面电力生产所带来的环境污染也给节能减排带来巨大压力。而分布式发电具有优化电网结构、降低网络损耗、实现经济运行，并且能提高电力系统运行的稳定性和可靠性等一系列优点。因此，大电网与DG相结合的方式是未来的电力系统发展方向。随着分布式发电技术的逐步推广应用，对配电网的节点电压、线路潮流、短路电流、网络可靠性等都会带来影响，其影响程度

4、与分布式电源的位置和容量密切相关¨J。因此，合理选择分布式电源的位置和容量十分重要。国外已有一些学者对分布式电源的选址定容问题进行了研究。文献[2]提出了基于遗传算法和决策理论的三步式方法并应用于中压网络中分布式电源的最优位置和容量的选择与确定，但并没有考虑分布式电源对配电网潮流和线路负载能力的影响。文献[3]在给定分布式电源容量的情况下，采用解析法研究了单条辐射线路上分布式电源的最优安装位置，但并没有考虑反向潮流问题。文献[4]在分布式电源个数、位置和容量都未知的情况下，采用遗传算法对分布式电源的位置和容量进行优

5、化，并没有考虑分布式电源的随机性和不确定性。基于以上文献及相关研究，本文考虑了负荷的随机性和不确定性，采用多目标优化对DG进行选址定容。本文基于已有的配电网对DG进行选址定容研究，首先对负荷模型和灵敏度因子进行分析；然后以收稿日期：2015—09—12作者简介：沈杰(1979-)，女，辽宁省阜新市人，国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心助理研究员，主要研究方向：电力系统及其自动化．东北电力大学学报第35卷网络损耗最小和电压偏差最小为目标函数，采用改进的自适应遗传算法对光伏发电进行选址定容分析；最后通过IEEE3

6、3节点系统验证所提方法的有效性。1静态负荷模型和灵敏度因子分析1．1静态负荷模型分析在传统潮流计算中，通常把负荷视为恒定值，而在实际电力系统运行中，节点电压和频率时刻变化，对负荷(居民负荷、工业负荷、商业负荷、恒定负荷)产生了影响。由于在电力系统正常运行期间对频率管理比较严格，其偏差很小，所以一般不考虑频率变化，即使在某些暂态过程中，频率变化也较小，可忽略不计。因此负荷可以只用电压静态特性表示，其二次多项式电压静态模型为：P=P)“()]，㈩Q=Q㈦]，(2)式中：为额定电压；尸Ⅳ、Q分别为负荷在额定电压下的有功功

7、率、无功功率；口、b、c、a、b、c均为待定系数，且有aP+bP+CP=1，aq+bg+Cg=1。1．2灵敏度因子分析灵敏度因子的原理是在潮流计算中对每条母线进行分析，母线按照其灵敏度因子值递减的顺序进行排列形成优先级列表，在优先级列表中，具有最高灵敏度值的负载母线被选为分布式电源的安装位置。本文采用电压灵敏度指数进行分析，公示如下：L=【。cos0一。cosOi2]／Voi，(3)=—(4)。“，式中：是空载时i节点的电压；是负载时i节点的电压；。是空载时i节点的相角；是负载时i节点的相角。2DG定容的优化模型2

8、．1目标函数选定负荷节点电压为状态变量。以有功损耗最小和无功损耗最小为目标函数，采用权重法将多目标优化问题转化为单目标优化问题求解，电压约束以罚函数的形式加入到目标函数中，数学公式可以表示为：NLNF=∑P+Kq∑Q+K∑(一)，(5)J=1J1i=2式中：、为目标函数中各部分的权重系数；为支路数；Ⅳ为节点数；K为惩罚因子。不等式约束如下：(1)电压约束I{