摘要：近年来分布式光伏发电技术得到大力发展，分布式光伏电源的接入不仅会改变传统配电网的网架结构，其出力的随机波动性也会造成配电网运行状态的变化，因此有必要对含分布式光伏电源的配电系统的可靠性及其综合评价方法进行研究。本文在介绍传统配电网可靠性评价指标、评估模型基础上分析含分布式光伏电源的配电网可靠性和评价方法，为我国配电网建设提供更多的借鉴和参考。
关键词：光伏发电；可靠性；配电网；评价指标
1、传统配电系统的可靠性研究现状与发展
1.1国外研究现状及发展趋势
配电系统可靠性早已受到世界各国的高度重视，其评估和分析工作有助于构建电网的网架平衡和保证用户用电的安全稳定，因此，配电网可靠性评价工作已成为世界各国电力研究中的基础性工作。目前，美国、日本以及欧洲各国都相继建立了专门的研究和管理部门，用于采集和管理可靠性评估的基础参数，并针对配电网网架结构和运行特性的变化，开展改进可靠性评估模型、指标体系以及评估方法的研究工作[1]。
1.2国内研究现状及发展趋势
相比于发达国家，我国在配电系统可靠性方面的研究和分析开展较迟。20世纪80年代初，我国才展开对配电网可靠性的评估工作，在1983年，我国首套《配电系统供电可靠性统计评价方法》在云南省的电力科学实验研究所被制定起来[2]；到1995年，我国已成功制定《电业生产事故调查规程》，该规程考虑了10kV用户的可靠供电情况，并将改进内容添加进供电安全考核的项目中，促进了我国配电网可靠性研究向更深层领域发展[3]。
目前，我国在配电系统可靠性方面的研究主要集中在评价算法和理论指导方面，在配电系统的可靠性参数统计和计算程序方面也有较大进步，但相对于国外先进国家，我国缺乏利用评估数据对实际电网运行可靠性的定量定性分析。此外，在软件应用方面，我国多采用国外的仿真系统软件进行可靠性数据运算和分析，因此，国内缺少实用化的可靠性分析软件，配电系统可靠性理论分析和研究在实际工程中的应用还未得到普及，还需要进一步的研究和探索。
2、含分布式光伏电源的配电系统可靠性的研究现状与发展
2.1含分布式光伏电源的配电系统可靠性研究成果
国内外专家学者针对分布式光伏电源接入对配电网的影响展开了多方面研究。文献[4]研究了单个和多个分布式光伏电源接入后对配电网电能质量的影响，建立了光伏发电模型，重点分析分布式光伏并网后对配电网造成谐波和直流分量的影响。文献[5]在考虑分布式光伏电源出力特性和分布特点的基础上，设计了具备远程监测功能的分布式光伏并网系统方案，并通过建立光伏电源的仿真模型分析其并网后的谐波变化情况。文献[6]从继电保护的角度出发，研究了分布式发电对配电网继电保护的影响，并提出了一种针对分布式电源接入配电网的有通道快速电流保护策略，同时针对分布式电源的孤岛运行的问题，开发了一种基于反孤岛保护判据的新型反孤岛保护装置。文献[7]基于分布式电源的接入容量、接入位置和功率因数等因素，研究了分布式电源对配电网网络损耗的影响规律，并提出了一种以网损最小为目标的配置策略和配置算法。文献[8]从电网电压降落角度研究分布式光伏发电接入配电网前后的网压变化，并分析了影响电压变化的多种因素。
2.2含分布式光伏电源的配电系统可靠性研究存在的问题
可靠性作为考核电网电能质量和运行特性的重要指标，是反映电力工业对国民经济电能需求满足程度的重要标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常规配电网的网络结构特点是“环网设计，开环运行”，其采用的是单电源供电模式，而分布式光伏电源接入将改变传统的供电模式和网络结构，使系统变为多电源供电的新型网络模式；当系统中线路发生故障时，分布式光伏电源的接入会使得系统局部电网随机形成孤岛运行，孤岛的产生将对配电网的运行带来很大影响；此外，光伏发电系统的出力受光照强度和环境温度的影响具有随机性和波动性，传统配电网可靠性分析中的评估模型和算法将不再适用，因此需要提出适合分布式光伏电源接入配电网后的可靠性评估方法。针对以上问题，相关学者均提出了多种改进后的可靠性评估算法和模型以适应含分布式光伏电源的配电网可靠性分析。但上述文献均只对算例系统进行了可靠性评估，缺乏针对光伏接入点、接入容量、并网方式及运行模式等因素下的定量定性分析。
3.配电网可靠性评估软件的应用和开发
国内外针对配电网可靠性的研究获得了较大的成果，形成了一些较为成熟的理论和方法。但是相对于国外先进国家，我国对于配电网可靠性的研究还停留于理论和方法研究阶段，缺乏实用化分析计算工具和软件来评价电网可靠性水平，大量的可靠性理论研究成果无法在实际工程中很好地发挥作用。
3.1国外发达国家常用的配电网可靠性分析软件
（1）PSS ADPET。该软件可用于配电系统规划、设计和分析，主要功能包括潮流计算、短路分析、电动机起动分析、谐波分析及可靠性计算。该程序还可实现电容器配置及联络点开断位置的优化，使网损降到最小，网络配置最经济；还能增减负荷及发电机出力，方便用户设定不同的工况。
（2）ETAP。该软件是美国OTI开发的电力系统分析软件，包含潮流、稳定、短路、可靠性计算等众多模块，ETAP可靠性模块可模拟单/双偶发事件，实现配电网不同设备可靠性建模，负荷点/系统可靠性指标计算和EENS/ECOST指标灵敏度分析，适合辐射网、环网和复合网络的可靠性评估。
3.2国内研发的配电网可靠性分析软件
西安交通大学电力工程系开发的发电系统可靠性评估软件包REGEN，其核心算法是随机生产模拟的等效电量函数法。该算法可以模拟多个水电厂的运行情况，充分考虑水电给定电量对系统可靠性的影响，可以处理抽水蓄能电厂的运行问题。算法计算精度高，速度快，已在国内外获得广泛的应用。此外，还有部分学者采用Visual basic和C++等编程语言编制的配电网可靠性评估软件等。
总结
由于分布式光伏发电出力具有随机波动性，及其接入所造成配电网拓扑结构的改变，导致配电网可靠性分析在评估理论和方法上都发生了很大的变化，如何定量的评估分布式光伏电站自身可靠性，如何定性的分析分布式光伏发电对配电网可靠性的影响，都是目前迫切需要解决的问题；此外，在配电网可靠性分析软件方面也需要进一步的探索和开发。
参考文献：
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[7]韩智海.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[D].山东大学，2013.
[8]黄晓明.分布式光伏并网中电能质量的监测及改善研究[D].华北电力大学，2014.
论文作者:徐杰睿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/16
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