含分布式电源的直流配电网供电能力评估

含分布式电源的直流配电网供电能力评估

叶一莘,韦一钢,马雷鹏,张永超

(上海电力学院电气工程学院,上海市200090

)摘要:针对分布式电源(D G )输出功率随机性的特点,提出概率函数圆的抽样方法改进了传统的蒙特卡洛抽样,构建了D G 概率模型三提出了直流配电网供电能力评估指标以及多目标评估函数,基于德尔菲法利用判断矩阵对指标进行定性和定量分析,最终采用改进遗传算法进行最优化求解三算例中针对辐射型二环形二网格状结构的直流配电网在D G 渗透率不同的条件下进行计算及比较分析,验证了该方法的可行性,对未来的直流配电网供电能力研究提供参考三关键词:直流配电网;随机模型;供电能力;指标体系;优化评估

收稿日期:2016-10-17;修回日期:2017-01-23三上网日期:2017-03-21三上海绿色能源并网工程技术研究中心资助项目

(13D Z 2251900

)三0一引言

随着国内新能源技术二信息技术等的发展和经济的极速增长,用户的用电需求以及对电能质量二供电可靠性的要求不断提高三此外,配电网也面临着大量分布式电源(D G )接入,负荷多元化(直流负荷大量接入)等问题,直流配电网在未来的配电系统中也具有一定的优势三而如何合理有效地评价直流配电网的供电能力便成为了一个亟待解决的问题三

目前,直流配电网的研究工作已在全球范围内展开,拓扑结构二能量管理及保护控制方面已有相关结论[

1-4]

三直流配电网在供电能力方面也有如下研究:文献[5

]通过理想配网模型比较交流配电网和直流配电网的最大供电能力,结论表明直流配电网的供电能力在相同条件下远大于交流配电网;文献[6]以电压稳定为约束,对直流配电系统的供电能力进行了仿真计算,为直流配电系统供电能力计算提供

了一种有效模式;文献[7]通过对不同结构的交直流配电系统的损耗及运行效率进行比较,为研究直流

配电网供电能力提供参考;文献[8]将供电半径作为评价直流配电网供电能力的唯一指标,对不同导线

材料的线路的供电能力进行比较分析,为研究直流配电网供电能力提出计算选取依据三目前,对直流配电网供电能力评估的研究甚少,直流配电网供电能力存在的难点有:如何综合考虑网络结构及D G 对直流配电系统供电能力进行合理有效地分析;如

何合理地处理D G 的功率输出;

如何建立有效评估直流配电网供电能力的指标三

本文针对含D G 的直流配电网提出基于D G 概

率模型的蒙特卡洛抽样法[9

],构建了评价供电能力的指标,提出直流配电网供电能力的多目标函数,并

利用改进遗传算法[10]

对不同网络结构以及不同分

布式渗透率情况下的直流配电系统供电能力进行综合评估分析三最后,通过改造算例仿真,对比分析该方法的合理性与可行性三

1一直流配电网构成

1.1一直流配电网结构

目前直流配电网的拓扑结构主要有辐射型结构二环形结构和网格状结构(见附录A 图A 1至

图A 3

)等[11

]三辐射型配电网结构简单供电可靠性相对较低,但对其进行故障诊断以及保护控制相对

容易三环形结构与网格式的结构相对复杂,供电可靠性较高,因而对其进行故障诊断和保护控制相对困难三

根据直流配电网络体现纯阻性的特征,得出网络节点电压与网络节点注入有功功率具有函数关系三则节点电阻矩阵内的元素包含全网的信息,在一定电压界限网络任意节点的功率变化将会对全网参数造成影响,相对的网络结构参数发生变化对网络功率也有一定的影响三

1.2一D G 模型

由于D G 接入配电网,会使得评估对象变得随机不确定三本文提出利用D G 的概率模型配合蒙特卡洛法,更加客观地模拟D G 出力三

8

5V o l .41N o .9M a y 1

0,2017D O I :10.7500/A E P S 20161017009

万方数据