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【摘 要】能源与环境问题日益严峻，使得新能源发展步伐不断加快。基于新能源开发利用的分布式电源接入配电网后，在一定程度上能够提高供电能力，缓解供电压力。然而，这不仅引入了新节点类型，对配电网潮流算法提出新要求，其出力的间歇性与波动性也影响配电网供电。供电能力是一项能够体现配电网安全性、经济性和可靠性的技术指标，是电力部门用以指导电网规划建设的参考。本文主要针对分布式电源的配电网供电能力进行了探讨。
【关键词】分布式电源;配电网;供电能力
分布式电源（DistributedGeneration，DG）在能源领域的应用不断增加，同时DG出力的间歇性和随机性给配电网的运行带来了新的问题，如何准确对含DG的配电网供电能力进行分析有着重要意义。
目前，学者们对配电网的最大供电能力（Totalpower-SupplyCapability，TSC）研究主要分为两类：一类是考虑“N-1”安全准则的配电网供电能力研究，此类主要考虑主变站内互联、变电站站间互联和馈线互联等因素;不考虑“N-1”安全准则的配电网供电能力研究方法主要是容载比法，它以容载比作为配电网供电能力评估指标，此法的计算结果较粗略。目前，学者们对含DG的配电网供电能力研究仍较少，主要存在的问题是DG功率传输的间歇性和随机性给配电网TSC带来了新的问题。
一、DG出力模型
二、含DG的配电网TSC分析
含DG的配电网的负荷转供方式、研究对象电压等级和安全准则做出如下假设：
1）负荷转供方式：本文仅考虑站内和站间负荷的一次转供，不考虑多次转供。
2）研究对象：假定研究配电网对象为同电压等级，不考虑输电网架的供电能力及转供能力。
3）安全准则：考虑主变、DG和联络线满足N-1安全准则。
2.1含DG的配电网最大供电能力模型建立
约束条件包括：
（1）主变N-1安全约束
1）负荷转供等式约束
式中，Tii表示主变i发生N-1故障时向互联DG转移负荷的大小;Tij表示主变i故障时向主变j转移负荷的大小; 分别表示与主变i站内联络的主变集合和站间联络的主变集合;ΩT表示配电网内的所有主变集合。
2）负荷转供不等式约束
式（4）表示互联DG接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超過DG额定容量;式（5）表示站内联络主变j接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超过主变j额定容量的k倍和分布式电源j容量之和;式（5）中，k为主变短时运行过载系数，依据导则，k可从1.0到2间取值，站间转供不考虑过载。式（6）表示站间联络主变j接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超过主变j额定容量和分布式电源j容量之和。
（2）DG的N-1安全约束
式（7）表示DG发生故障后，其所带负荷转移到与其互联主变上，DG所带负荷和主变负荷之和小于主变容量的k倍。
（3）联络线容量约束
式中，cij表示主变i与主变j间联络线的极限容量。式（8）表示站间转移负荷不超过站间联络线的极限容量。
2.2 TSC模型求解
对各主变进行负载均衡，引入主变负载率均衡度概念，记θ。各主变应满足
式中， 表示各主变负载率的平均值。引入式（9）后，配网TSC求解由多变量多约束的线性规划问题变为非线性问题，本文利用最优化求解软件Lingo.11。
三、算例分析
3.1算例系统
算例系统如图所示。变电站主变数据如表1所示。各分段母线依次编号为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。各馈线容量均为10.4MV·A。主变负载率均衡度θ取e-3，主变短时运行过载系数k=1。
如图1所示，将10MV·A的DG接入系统，分别设定以下6种方案：
1）情形1：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅰ;
2）情形2：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅲ;
3）情形3：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅴ;
4）情形4：分别配置5MV·A于母线Ⅰ、Ⅲ;
5）情形5：分别配置2MV·A于母线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ;
6）情形6：分别配置2MV·A于母线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。
上述方案中，情形1、情形2和情形3属于集中配置，情形4、情形5和情形6属于分散配置。
3.2算例分析
针对上述6种情形，计算结果如表2所示。
由表2中结果可知，分散配置整体TSC要优于集中配置，因此，DG接入系统时需要进行分散优化配置，更易于负荷转供。
结语
综上所述，本文提出了基于N-1的含DG的配电网供电能力分析方法，综合考虑主变N-1约束、DG的N-1约束和联络线容量约束，求取结果清晰且准确。合理的对DG进行分散配置有利于提高配电网的最大供电能力，在实际系统中需综合考虑各种DG接入情形，综合比较供电能力，进而找出最优解。
参考文献：
[1]龙禹，王小英，周琪，等.考虑最大供电能力指标约束的配电网降损重构[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（3）：131-134.
[2]叶莘，韦钢，马雷鹏，等.含分布式电源的直流配电网供电能力评估[J].电力系统自动化，2017，41（9）：58-64.
（作者单位：国网盘锦供电公司）
【关键词】分布式电源;配电网;供电能力
分布式电源（DistributedGeneration，DG）在能源领域的应用不断增加，同时DG出力的间歇性和随机性给配电网的运行带来了新的问题，如何准确对含DG的配电网供电能力进行分析有着重要意义。
目前，学者们对配电网的最大供电能力（Totalpower-SupplyCapability，TSC）研究主要分为两类：一类是考虑“N-1”安全准则的配电网供电能力研究，此类主要考虑主变站内互联、变电站站间互联和馈线互联等因素;不考虑“N-1”安全准则的配电网供电能力研究方法主要是容载比法，它以容载比作为配电网供电能力评估指标，此法的计算结果较粗略。目前，学者们对含DG的配电网供电能力研究仍较少，主要存在的问题是DG功率传输的间歇性和随机性给配电网TSC带来了新的问题。
一、DG出力模型
二、含DG的配电网TSC分析
含DG的配电网的负荷转供方式、研究对象电压等级和安全准则做出如下假设：
1）负荷转供方式：本文仅考虑站内和站间负荷的一次转供，不考虑多次转供。
2）研究对象：假定研究配电网对象为同电压等级，不考虑输电网架的供电能力及转供能力。
3）安全准则：考虑主变、DG和联络线满足N-1安全准则。
2.1含DG的配电网最大供电能力模型建立
约束条件包括：
（1）主变N-1安全约束
1）负荷转供等式约束
式中，Tii表示主变i发生N-1故障时向互联DG转移负荷的大小;Tij表示主变i故障时向主变j转移负荷的大小; 分别表示与主变i站内联络的主变集合和站间联络的主变集合;ΩT表示配电网内的所有主变集合。
2）负荷转供不等式约束
式（4）表示互联DG接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超過DG额定容量;式（5）表示站内联络主变j接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超过主变j额定容量的k倍和分布式电源j容量之和;式（5）中，k为主变短时运行过载系数，依据导则，k可从1.0到2间取值，站间转供不考虑过载。式（6）表示站间联络主变j接受故障主变i转移负荷后，所带负荷不超过主变j额定容量和分布式电源j容量之和。
（2）DG的N-1安全约束
式（7）表示DG发生故障后，其所带负荷转移到与其互联主变上，DG所带负荷和主变负荷之和小于主变容量的k倍。
（3）联络线容量约束
式中，cij表示主变i与主变j间联络线的极限容量。式（8）表示站间转移负荷不超过站间联络线的极限容量。
2.2 TSC模型求解
对各主变进行负载均衡，引入主变负载率均衡度概念，记θ。各主变应满足
式中， 表示各主变负载率的平均值。引入式（9）后，配网TSC求解由多变量多约束的线性规划问题变为非线性问题，本文利用最优化求解软件Lingo.11。
三、算例分析
3.1算例系统
算例系统如图所示。变电站主变数据如表1所示。各分段母线依次编号为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。各馈线容量均为10.4MV·A。主变负载率均衡度θ取e-3，主变短时运行过载系数k=1。
如图1所示，将10MV·A的DG接入系统，分别设定以下6种方案：
1）情形1：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅰ;
2）情形2：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅲ;
3）情形3：10MV·A的DG全部配置于母线Ⅴ;
4）情形4：分别配置5MV·A于母线Ⅰ、Ⅲ;
5）情形5：分别配置2MV·A于母线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ;
6）情形6：分别配置2MV·A于母线Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。
上述方案中，情形1、情形2和情形3属于集中配置，情形4、情形5和情形6属于分散配置。
3.2算例分析
针对上述6种情形，计算结果如表2所示。
由表2中结果可知，分散配置整体TSC要优于集中配置，因此，DG接入系统时需要进行分散优化配置，更易于负荷转供。
结语
综上所述，本文提出了基于N-1的含DG的配电网供电能力分析方法，综合考虑主变N-1约束、DG的N-1约束和联络线容量约束，求取结果清晰且准确。合理的对DG进行分散配置有利于提高配电网的最大供电能力，在实际系统中需综合考虑各种DG接入情形，综合比较供电能力，进而找出最优解。
参考文献：
[1]龙禹，王小英，周琪，等.考虑最大供电能力指标约束的配电网降损重构[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（3）：131-134.
[2]叶莘，韦钢，马雷鹏，等.含分布式电源的直流配电网供电能力评估[J].电力系统自动化，2017，41（9）：58-64.
（作者单位：国网盘锦供电公司）