（国网太原供电公司 山西太原 030010）
摘要：现如今，大量分布式光伏电源的接入，传统配电网的拓扑结构和潮流运行会发生很大变化，且光伏电源的不同运行配置也会对配电网可靠性产生不同的影响，因此有必要对分布式光伏接入配电网后的运行可靠性进行准确的评估和分。
关键词：分布式光伏接入的配电系统运行优化研究
引言
将分布式光伏接入到配电系统中，能够有效优化配电系统的电源结构，从而提高配电系统的稳定性和可靠性。但如果接入的方式不合理，同样会给配电系统的正常运行造成不利影响。
1分布式光伏发展现状分析
分布式光伏是一种发电系统，能够将光能转化为电能，被广泛应用于光伏电池、变流器等设备当中。在进行发电时，分布式光伏利用太阳能，且不会产生任何污染物质，具备较高的环保性能。分布式光伏的功率范围较广，大多用于工业园、城市商业区的几十兆瓦，小到用于偏远地区、海岛等的几十兆瓦，具备广阔的利用空间和发展前景。分布式光伏在配电系统中的应用以“三个就近”为原则，即发电、并网、使用就近，从而大大降低传输配送过程中的电能损失，提高配电系统供电的稳定性和可靠性。相比于大型光伏发电站，具备相同容量的分布式光伏能够达到更高的发电功率，同时还能有效减少由于远距离输电带来的电能损耗，能够实现太阳能的有效应用。同时，分布式光伏还具备占地面积小、零噪音、施工方便、易于调峰等优点，能够更好的匹配商业用电对峰值的要求。鉴于以上优点，分布式光伏被各个国家所重视。
2分布式光伏电源接入位置和接入容量的影响分析
本文采用改造后的IEEERBTSBus6系统作为算例系统，该系统包含了1条33kV母线、1条11kV母线、4条主馈线（F1-F4）、38个配电变压器（不包括33kV母线和11kV母线之间的两个配电变压器）、40个负荷点（LP1-LP40）、40个熔断器（装设在每条负荷支路的首端，图中没有画出）、9个断路器、37个隔离开关以及1个联络开关（N/O），该系统中各负荷点的用户总数为2938个，总平均负荷为10。7155MW，其系统图如图4所示。本文采用上述评估方法计算该系统的可靠性评估指标，并分析单台分布式光伏电源在接入容量和接入位置发生变化时，对配电网可靠性所产生的影响。由于实际情况下断路器与熔断器的故障概率非常小，因此在计算过程中忽略其故障率，设定隔离开关的修复时间为1h，线路故障率为0。065次/（km∙年），平均故障修复时间为5h，配电变压器的故障率为0。0015次/（台∙年），平均故障修复时间为10h；分布式光伏电源的故障率为0。089次/（台∙年），平均故障修复时间为1h。首先假设该配电系统不加分布式光伏电源，对配电系统进行可靠性分析，其次针对分布式光伏电源的接入容量，设计不同种方案，具体方案如下：方案一：单台分布式光伏电源，并网型运行方式，集中式接入53号馈线，接入容量为1MW；方案二：单台分布式光伏电源，并网型运行方式，集中式接入53号馈线，接入容量为2MW；方案三：单台分布式光伏电源，并网型运行方式，集中式接入53号馈线，接入容量为3MW；通过分析计算，得到部分负荷点的可靠性指标和系统可靠性指标分别如表1、表2所示。从表1中可以看出：（1）分布式光伏接入前后，负荷点1和15的平均故障率和平均故障修复时间均没有变化，这是由于这两个负荷点位于的馈线F1和F3与分布式光伏电源所在的F4馈线成并联结构，当其负荷点1和15所在线路发生故障时，分布式光伏电源很难对该线路上的负荷点起到恢复供电的作用，使得其可靠性指标均没有变化。（2）负荷点30、31和40的故障率和平均故障修复时间则会则发生变化。将方案1、2、3分别与不加光伏时的情况相对比，负荷点30、31、40的故障率和故障修复时间均减少，且接入的容量越大，指标下降的越多；分别对比负荷点30、31、40的可靠性指标可见，负荷点31的可靠性指标改善程度优于负荷点30，而负荷点30的可靠性指标改善程度又优于负荷点40，这是由负荷点与分布式光伏电源的电 气距离所决定的，与其他两个负荷点相比，负荷点31与光伏电源的电气距离是最短的。由此可见，负荷点距离分布式光伏电源接入位置的远近程度也会造成其可靠性的变化，距离分布式光伏电源较近的负荷点，其可靠性的改善程度较好。
根据各负荷点可靠性指标可以计算出整个系统的可靠性评估指标，由表2可看出：（1）将方案1、2、3与不加光伏相比较，系统的可靠性指标中ASAI得到提高，其余指标均下降，因此系统的可靠性得到提升，由此可见，分布式光伏电源的接入可以有效的改善系统的可靠性；（2）分布式光伏电源在接入容量不同时，其系统的可靠性指标也会随之发生变化。随着分布式光伏的接入容量不断增大，系统的可靠性改善程度会不断提高，这是由于当系统中元件发生故障时，分布式光伏电源可对部分受到影响的电源继续供电，从而减少故障负荷点的个数，提升了系统的可靠性。此外，通过分析各系统可靠性指标的数据可见，随着分布式光伏电源的接入容量不断增大，可靠性指标的下降程度是随之减小的。当光伏容量由1MW变为2MW时，系统可靠性指标SAIFI、SAIDI、CAIDI和ENS分别下降0。60%、5。47%、4。90%和7。57%，当容量由2MW升为3MW时，指标则分别下降约0。25%、2。61%、2。37%、2。93%。由此可见，随着分布式光伏接入容量的增大，系统的可靠性提高速度将逐渐变慢且最终趋于平衡。除了接入容量外，分布式光伏电源的接入位置也将对配网的可靠性产生一定影响，本节采用单台集中型接入方式，将一个2MW的分布式光伏电源分别接入系统馈线F4的各条线路中，研究光伏接入位置对系统可靠性的影响，限于篇幅，本文只类举出部分具有代表性接入点的可靠性分析指标，如表3所示。
表3 分布式光伏电源在不同接入位置下的系统可靠性指标
将表3中所得的可靠性计算结果进行对比可见，分布式光伏电源接入位置不同时，其系统的可靠性结果也各不相同。分布式光伏电源接入主馈线中段（46、53号线路）和末段（49、59号线路）区域的可靠性要明显高于其接入首段（35、36号线路）的可靠性程度。这是由于当接入位置在中段和末段时，接入点下游区的负荷减少，但光伏电源可恢复的故障负荷比重增加，而接入系统首段时，下游虽然负荷众多，但限于容量，其可恢复的故障负荷比重较少。由此看出，分布式光伏接入位置的选择与系统中的负荷分布情况是具有一定关系的，当接入点下游可恢复的故障负荷比重越大，该接入位置下的系统供电可靠性会越高。因此，通过对分布式光伏电源在不同接入位置下的供电可靠性分析，可以看出：在本算例中，当分布式光伏电源接入馈线中末端时能够更有效地提高系统的供电可靠程度，同时，分布式光伏电源的最佳接入位置是与系统中的负荷分布情况相关的。
结语
电力行业已经成为保证社会正常运营的不可或缺的一部分，随着终端用户的用电需求逐渐多元化发展，给配电系统的稳定性提出了更高的要求，分布式光伏的使用已成为未来配电系统优化升级的必然趋势。因此应加大对分布式光伏接入的配电系统的优化方案，提高配电系统的运行质量。
参考文献：
[1]唐越，向小民，危杰，等.分布式光伏接入电网对配电网网损的影响研究[J].电力学报，2018，33（04）：301-306.
[2]郑成立.配电网中分布式光伏的优化配置研究[D].华南理工大学，2018
论文作者:张毅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：分布式论文; 光伏论文; 可靠性论文; 负荷论文; 系统论文; 电源论文; 指标论文; 《电力设备》2019年第7期论文;