分布式电源电网调度策略研究

分布式电源电网调度策略研究

张立忠1张超2邢建伟3郝昭武4曹彩平5张

（1.4.5.6.7.8国网山西省电力公司朔州供电公司山西朔州036002；2国网山西省电力公司怀仁县供电公司山西怀仁038300；3国网山西省电力公司朔州市平鲁区供电公司山西平鲁036800）

摘要：随着人们生活水平在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，在配电网中，通过分布式电源的加入，有效减少了网损，在偏远地区中，节省了电网投资，这种放不是电源得到了高度重视，也是研究的热点。本文介绍分布式电源并网系统的种类，分析了大规模分布式电源并网对电网调度的影响。

关键词：分布式电源；电网调度；策略

引言

降低能耗及污染排放是现阶段低碳经济的主要发展方向，同时也是解决生态环境和气候变化问题的新型电网经济发展模式之一。现阶段随着发电建设成本的逐步降低，各级大型厂矿企业已具有先天的发电基础，加之分布式电源并网运行政策的出台，使得城区分布式电源的建设以及微电网的形成更加广阔。分布式电源与用户混杂而成的有源城区配网将越来越多，如何协调大电网和分布式电源之间考虑环境影响与经济效益前提下的的负荷分配值得不断关注。

1分布式电源的并网系统的种类

对于分布式电源，按照特性与需求，可以将分布式电源并网系统划分为以下三种：（1）分布式电源的输出电流不属于工频，对于这样的电源，往往设置了逆变器并网系统，比如：燃料电池，以此进行发电，利用交→直→交逆变器，转化分布式电源的电流，将其转化成为工频交流。（2）并网系统能够具有同步功能，在配电网并网运行中，分布式电源可以同步工作。如果分布式电源参与调峰，以及充当启动电源时，往往应用这样的并网系统。（3）并网系统能够进行远方控制功能，在未来的智能电网中，这是一个明确的发展方向，在电网调控中心，要根据负荷的变化，以及潮流控制，满足实际需要，有效控制电源的启停，并且，控制输出功率，在整体上，优化配电网的运行质量。

2分布式电源对电网调度的影响

2.1影响系统运行稳定

在电网中，通过接入大规模的分布式电源，系统的稳定性无法得到保障。因为分布式电源经常出现不发无功的现象，在配电网中，没有相应的无功功率，这就在整体上，减低了配电网电压的稳定性。对于分布式电源，其功率因数应该保持在0．98-0．99之间，如果风电场、水电装机容量比较大，没有充足的无功功率，此时，电网电压的稳定性就会受到影响，甚至导致系统电压的崩溃。在以往的配电网中，在规划设计时，往往没有重视分布式电源。由于分布式电源的并网，配电网的潮流分布，以及功率流向都会发生变化，再加上分布式电源功率的不断增加，在电源的附近，一些局部的配电网电压、潮流就会越限，严重降低了系统的稳定性。在分布式电源中，因为功率的增加，输出功率也会不稳定，这就影响了电网的安全性，情况严重时，整个电力系统会处于失控状态，使电网崩溃。

2.2影响继电保护

对于传统的配电网，进行规划设计时，主要是链式网络，往往只设置一个电源，但是，接入分布式电源以后，就得到了多电源的电网网络。即使出现故障，形成故障电流，利用分布式电源的容量，可以电网的正常运行。分布式电源在连接配电网之后，提高了配电网的安全性能。分布式发电系统连接配电网的时候，原来的配电网会受到相应的影响。影响最大的就是故障电流，这会继电保护装置带来不良影响。在传统的配电网中，主要采用主馈线三段电流的保护模式，一旦馈线出现故障，在最短的时间内，能够恢复供电。对于分布式电源并网，可以将线路分为两段，一是双电源供电，二是用来单电源供电，这样会减小线路保护，甚至会发生拒动。不仅如此，通过分布式电源并网，容易带来线路故障的保护，附近的线路也容易瞬时速度的保护，不仅保护误动作，也将损失选择性。

2.3影响电力系统频率

在电力系统中，频率与有功具有密切的联系，如果出现负荷变化时，在分布式电源中，调节功率就会减小，很难根据负荷的变化，进行有效的调整，在这样的情况下，系统的频率就会发生明显波动。在大型的风电场中，如果遇到有风天气，有或者在光伏电站中，突然得到光照，也会影响系统的频率，这就对系统的调频作业提出更高的要求。

3分布式电源电网调度策略

3.1分布式电源电网调度模式选择

传统电网调度模式主要依据大量历史数据分析和预测负荷变化，通过控制电源出力来满足负荷需要。由于传统电网中的电源可控，控制电源输出就能满足系统运行要求。但随着越来越多的分布式电源的渗透，电网能量流动不再是单向的，而是呈现明显输电网的特性，再加上分布式电源间歇性、随机性特点，以及负荷中电动汽车、智能家用电器的出现，传统电网调度模式无法完全满足系统要求。在这种形势下，互动联合调度模式是适应新型电网需求的必然选择。此种调度模式以信息交互为基础，信息在电网、电源、负荷之间可以实现双向传递，使负荷、分布式电源都变得可控，保证电能传输经济、高效及电能产出与消耗平衡。

3.2基于虚拟电厂的调度策略

虚拟电厂（VPP）是指借助先进的控制、计量、通信等技术将分布式电源、储能设备、可控负荷等，通过更高层面的软件架构整合协调，但并不改变每个分布式电源的并网方式。由于VPP无需对电网进行改造而能实现资源的优化配置，所以能降低分布式电源在市场中孤独运行失衡的风险，提高电网整体效益。为了实现系统协调控制目标，VPP将若干分布式电源与至少1座传统发电站组合起来，以克服分布式电源的波动问题。VPP的控制结构包括集中控制方式和分散控制方式。前者的全部决策由控制协调中心（CCC）负责，VPP中的每个部分与CCC通信，而CCC采用能量管理系统（EMS）进行管理和协调；后者的决策权下放至分布式电源，信息交换通过代理技术实现。VPP包含商业运行和技术运行两个模块。商业模块从用户需求、负荷预测、发电潜力预测出发，以最佳经济效益为目标制定发电计划并参与市场竞标。技术模块从系统管理角度出发，利用本地网络整合系统资源，确认发电计划表，为系统管理提供服务。

3.3基于多代理技术的调度策略

多代理（MAS）技术是指把一个总体任务分成多个子任务，由各个子系统独立完成。电网多代理技术的应用使得能量调度控制权分散，包含分布式电源的区域网络也具备自我控制与调节管理能力，如此就能保证电网整体高效运行。在这样一个基于多代理技术的电网调度体系中，顶层是电网能量管理中心代理（ADN），处于中间区域的是区域电网控制中心代理（RDN），底层是各单元代理。ADN除接受RDN运行状态信息以外，还要根据负荷预测和电网运行约束条件，对RDN的调度计划进行优化协调。RDN根据本区域天气预测分布式电源出力，以电网效益最大化为目标制定电源出力及功率交换计划，上报ADN的同时接受ADN的调度指令。各单元代理包含分布式电源、储能设备、可控负荷等，一方面自我管理，另一方面接受上层RDN的调控。

结语

分布式电源的广泛应用不仅可以缓解能源危机，但同时也会影响系统运行的安全性和稳定性，因此采用科学合理的调度策略愈显重要。本文基于分布式电源特性，对电网调度模式选择、多代理技术与虚拟电厂技术应用进行了分析，然而分布式电源电网调度策略是一项发展中的技术，未来仍需不断发展和完善。

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