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分布式电源在海上石油平台配电网中的优化配置分析

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摘?要：海上石油平台作为国家重要的战略部署，其良好的电压质量关系到平台正常的工作生产。因此，合理在平台上安装分布式电源，可以保障配电网损最小和电压质量最优。

关键词：分布式电源;选址定容;网损灵敏度

分布式电源（Distributed Generation，DG）因其经济、高效、可靠性高以及能满足特定需求的优点，得到迅速发展。[1]然而，DG的并网将会对配电网的电能质量和网损带来影响，系统的规划和运行不确定性增加。[2-3]因此，科学合理的对DG选址定容对配电网运行具有重要意义。

1 分布式电源优化配置模型的建立

1.1 分布式电源的选址

分布式电源分布发散的供电不仅能带来巨大的经济效益，有效地降低损耗费用，还大大提高了电能质量及可靠性。对于节点总数为n的配电网系统，在节点i处接入DG，系统损耗对于节点i处注入的有功功率和无功功率灵敏度分别为：

dP?loss?dθ?j=2∑n?i=1?V?iG?ij?V?j?sin?θ?ij.dP?loss?dV?j=2∑n?i=1?V?iG?ij?V?j?cos?θ?ij.（1）

配电网网损：

P?loss?=f?p（V，δ）=∑n?i=1?V?i∑n?j=1?V?j（G?ij.cos?δ?ij?+B?ij.sin?δ?ij?）?（2）

令配电网损耗最小目标函数为：

min?P?loss?=dP?loss?dP=P?loss?θθP+P?loss?UUP?dP?loss?dQ=P?loss?θθQ+P?loss?UUQ?（3）

假设DG采用恒功率因素运行，在传输有功功率同时实现无功补偿与优化，功率因素角为θ?ij?。

dP?loss?=P?loss?P?i?（?cos?θ?i）.2+P?loss?θ?i?（?sin?θ?i）.2?（4）

其绝对值比较大为分布式电源的候选点。

1.2 分布式电源的定容

综合考虑配电网优化目标为多因素，引入权重系数，令优化目标函数为：

F=?min?（a?1f?1+a?2f?2）?（5）

式中，f?1?=P?loss?为配电网总网损;f?2?=V为电压稳定指标函数，电压幅值偏差越小，电压质量越稳定。

f?2=?∑n?i=1?ΔU?iU?i?max?-U?i?min?2?（6）

2 算例分析

以我国渤海某地区实际海洋平台微电网为仿真算例，其结构如图1所示，在Matpower和Matlab平台上对该微电网的潮流进行计算。节点1作为平衡节点，电压约束为0.95p.u.≤Ui≤1.05p.u.。

DG的接入位置适宜选择在线路中间偏末端的位置，本文通过网损灵敏度指标，确定分布式电源接入位置分别为22、23、25节点。配电网中主要节点的网损灵敏度值如图2所示。

现今“节约能源和替代能源的可持续发展”作为我国基本国策，积极响应号召，平台分布式电源补偿方案见下表。

分布式电源参数表

在分布式电源接入后，平台电压曲线变化如图3所示，可以看出接入分布式电源之后，平台电压幅值得到一定提升。

通过电压幅值箱线比较图可以明显看出，在和理接入分布式电源之后，电压幅值波动范围变小，电压更稳定可靠。

3 结论

将本文针对分布式电源经济高效的特点，通过网损灵敏度分析对DG进行选址优化。在充分考虑有功网损、电压质量和无功补偿设备容量限制的基础上，选取合适的优化目标函数，对现有海上石油平台配电网系统进行无功优化，验证该方法的可行性。

参考文献：

[1]沈杰，张健，冀瑞芳，陈蓉，王鹤.配电网中分布式电源选址定容研究[J].东北电力大学学报，2015，35（06）：33-38.

[2]王守相，王慧，蔡声霞.分布式发电优化配置研究综述[J].电力系统自動化，2009，33（18）：110-115.

[3]许磊，徐晔，侯朋飞，石朝泓，胡亚超.分布式电源并网方式及控制策略研究[J].船电技术，2014，34（06）：54-58.

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