配电网中考虑环保效益分布式发电规划.doc

配电网中考虑环保效益的分布式发电规划曲晓峰,袁越河海大学电气工程学院、南京(210098)E-mail:quxiaofeng126@摘要:合理的规划分布式发电在配电网中的位置和容量,对于充分发挥分布式发电的各种优势、减少或消除其接入配电网后带来的不利影响具有重要的意义。本文研究了以天然气为燃料的微型燃气轮机的环保效益模型,并以该模型为指导研究了此类分布式发电在配电网系统中的优化布置和定容问题。在考虑未来负荷增长,但不对电力设备投资扩容的情况下,建立了一种以环保效益最大化为目标的规划模型,并使用遗传算法对该模型求解。通过对33节点系统进行测试,结果表明上述模型以及遗传算法是可行的。关键词:分布式发电;微型燃气轮机;优化布置和定容;环保效益;遗传算法中图分类号:,世界电力工业已经出现了一个由传统的集中供电模式向集中和分散相结合的供电模式过渡的趋势。分布式发电(DG)技术以其独有的环保性、经济性引起人们越来越多的关注。分布式发电的定义尚未得到统一,一般认为,分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于50MW),以满足特定用户的需要,支持现存配电网的经济运行或者同时满足这两方面的要求。从更广泛的定义来看,分布式发电指的是任何安装在用户附近的发电设施,包含热电联产、冷热电联产以及各种储能技术等,而不论这种发电形式的规模大小和一次能源应用的类型[1]。分布式发电按其能源是否可再生可以分为两类:一类是利用可再生能源的DG,包括太阳能光伏、风能、地热能、海洋能等;第二类称为利用不可再生能源的DG,主要包括内燃机、热电联产、微型燃气轮机、燃料电池等[2]。分布式发电接入配电网运行,不仅可以提供一定的电能,同时还能起到削峰填谷、改善电压水平、减少网络损耗、减少或延缓输配电设备(包括线路、变压器等)的扩建以及减少污染等作用[3-6]。另一方面,DG引入电力系统又造成了一些负面影响,如电压闪变[7]、短路电流增大[8]、继电保护误动[4]等。以上这些都和分布式发电的接入位置和容量有一定的关系。因此,配电网工作人员就必须对DG接入系统进行合理的优化布置和定容。分布式发电的优化布置和定容建模中比较常用的目标函数有如下几类:以配电网网损最小为优化目标[9-10];以配电公司综合投资成本和运行成本最小为优化目标[11-12];以配电网系统静态电压稳定裕度最大为优化目标[13]。国内外学者对于以上从经济性和安全性角度建模的研究已经比较成熟,而对于从环保性角度建模的研究还不够深入,文献[14]在近似认为分布式发电对环境是没有任何污染的前提下,建立了以分布式发电安装容量最大化为优化目标,这样分布式发电容量的增加可以等价于减少传统机组的污染物排放量,从这个角度出发,分布式发电容量最大化等价于环保效益最大化,但是文章忽略了利用不可再生能源发电的DG对环境是有一定污染的,以微型燃气轮机为例,它释放的为一般燃煤发电厂释放量的1/4,释放为1%,而释放量为40%[15]。太阳能、风能、地热能、海洋能等利用可再生能源的DG,安装条件是由地理位置和周边自然环境因素决定的,而微型燃气轮机这一类利用不可再生能源的DG有不受地理、自然条件约束以及技术、结构简单等优点,成为居民或商业小区规划安装的首选。本文对这一类的DG优化布置和定容问题进行了研究,在计