含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略

含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略

饶巧珏1卢新明2

（1丽水市正好供电服务有限公司青田分公司浙江丽水323900；

2国网浙江青田县供电有限公司浙江丽水323900）

摘要：当前社会对电能的需要比较大，也就导致电力系统容易出现各种各样的电力故障问问题，易出现停电事故。在电力系统中的间歇电源以及储能设施在停电时可以形成配电孤岛，在一定时间内为电网提供电力供应但持续的时间较短。并且目前的风电和太阳能供电具有较大的变化性，无法实现对孤岛内符合进行长时间的稳定供电。电力科研工作者为了解决这一难题，创新性的提出了相关的配电系统恢复模型，对系统中含有间歇电源，储能系统在停电问题发生后如何恢复供电的问题进行了深入研究，提出了恢复供电负荷的配电系统恢复模型。在整个在过程中还对分布式电源的特点以及具体的供电能力进行了分析，并通过可控制调节的负荷来对间歇电源进行平衡处理。文章将对DER配电系统进行分析，说明其主要作用和存在的特点。

关键词：间歇性电源；储能系统；电动汽车；配电孤岛

引言

电力系统中设置的配电系统主要功能是在停电故障发生后，对故障地区进行负荷供电。当前我国的智能电网发展比较迅速，由间歇电源（DG），储能系统（ESS）以及电动汽车（EV），可控负荷分布式电源（DER）组成的配电系统在保证社会电能使用的稳定可靠方面发挥了极大的作用，并且受到得了社会的广泛关注。在问题出现后，DER的存在使得配电系统可以以微网的形式孤岛运行，保证了整个系统的继续运转。但整个系统的供电并不稳定，无法实现长期的电力供应。

1.DER配电系统恢复模型

我国长期使用的配电系统中无法实现供电系统以及相关储能设施的单独设计，只可以通过断路器以及阻断隔离开关进行操作，以实现对停电故障的处理，但是如果整个配电系统中出现较大面积的停电现象时就无法对出现的问题进行及时的解决，也无法实现电力的供应。但在有DG，ESS，和可控负荷等DER的接入的智能电网中，如果出现此类问题，就可以及时的依据DER的水平建立电力孤岛实现孤岛内负荷的供电[1]。

1.1恢复的目标

在电力系统出现停电事故后，可以通过电力系统中的输电系统获取供应，或者可以通过配电系统中的DER实现内部的负荷供应，在此情况之下，对于配电系统的重新构建的目标应采用最小化配电系统网损，以此来实现优化较低最小网损[2]。除此之外，如果在出现停电事故后无法实现通过上级系统提供电源，而且DER的可以使用的电力无法满足系统正常运作的需要，那么在这种情况下就需要依据DER可以使用的实际水平来进行孤岛微网运行。在微网的通常使用过程中需要根据最小负荷停电受损失的方向出发。在实际的应用中要注意到停电事故一般会存在一段时间，配电系统中对于孤岛的恢复时，电源需要拥有在一段时间内保证孤岛内负荷稳定供电的能力。并且在整个过程中DER可以为发电提供的电能总是十分有限的，注意到要在此阶段需要采用所考虑时间段内获得恢复供电的有功负荷用电量最大作为恢复目标。

1.2影响与约束的条件

1.2.1常规条件

在整个运行过程中，比较常规的约束条件有配电系统辐射拓扑的约束，孤岛中备用功率的约束，DER发电功率的约束，负荷功率的约束，潮流的约束，节点电压约束以及配电馈线电流的约束[3]。

1.2.2持续供电能力的约束

在持续供电中DER处理的整体波动幅度就会对配电系统恢复造成较大的影响，大幅度的波动，无法实现对恢复的供电负荷提供持续的电力供应，在此期间无法实现通过配电断路器以及隔离开关对配电系统进行孤岛拓扑的改变，也无法使负荷稳定的得到电力供应，这也就无法实现配电系统恢复的根本目的。

2.配电系统中DER的基本恢复特性

在整个恢复的过程中，DER的自身恢复特性对停电事故的后期恢复产生着重要的影响。在恢复期间，如果DER可用发电出力的波动幅度较大，并且无法计算就会导致配电系统的恢复过程变得十分困难，直接的增加了工作的难度。除此之外，系统中的负荷也会对整个恢复工作带来较大的影响，负荷会随着时间的变化而发生较大的变化，因此在实际的恢复过程中就需要工作人员根据事故发生前提供的数据对DER进行仔细测算，确定出有功出力以及无功出力的上限和下限，并制定出具体的恢复方案[4]。

在整个过程中一般负荷与可控负荷的作用较大。一般负荷是不受电力调度系统控制的用电负荷。在恢复供电的一段时间内，各个负荷电的实际运行的功率大小会受到电力用户的使用而发生变化，根据这一特点可以依据之前的记录数据来进行计算模拟。可控负荷可以分为可中断负荷以及可控制的负荷[5]。可中断负荷中主要包含常用的家用电器，可调节负荷主要包括工厂使用的负荷。如果在配电系统中存在可控负荷，就可以在恢复供电的过程中通过对可控负荷的控制来实现孤岛内的平衡。

3.结语

综上所述，DER的出力特点在配电系统中具有着重要的作用。目前虽然可以通过某些技术实现对DER出力的计算分析，但是没有解决DER出力波动幅度较大的问题，这些问题的存在会导致系统功率无法稳定。DER在停电故障发生后的一段时间会产生较大幅度的波动，在整个系统中有限的储能无法实现孤岛的稳定，这也就会导致DER的功能大打折扣。面对这样的问题提出的解决方案包括对储能设施进行优化配置，对系统中的供电恢复资源进行合理调控等，由此可见，对于停电问题出现后如何实现DER的有效利用的研究已经十分的重要。

参考文献：

[1]胡君楷，汪沨，谭阳红，陈春，王睿，何荣涛.基于改进功率树的含分布式电源配电系统孤岛划分[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（09）：34-41.

[2]刘伟佳，孙磊，林振智，文福拴.含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略[J].电力系统自动化，2015，39（16）：49-58.

[3]黄丽华.基于贝叶斯网络时序模拟的配电系统可靠性评估[D].河北农业大学，2012.

[4]邹必昌.含分布式发电的配电网重构及故障恢复算法研究[D].武汉大学，2012.

[5]王浩鸣.含分布式电源的配电系统可靠性评估方法研究[D].天津大学，2012.