【精彩论文】考虑分布式电源接入的区域配电网规划投资决策方法

Original 中国电力中国电力 2023-12-18

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孔祥玉，尧静涛

智能电网教育部重点实验室（天津大学）

崔凯

国网经济技术研究院有限公司

引文信息

孔祥玉, 尧静涛, 崔凯, 等. 考虑分布式电源接入的区域配电网规划投资决策方法[J]. 中国电力, 2020, 53(4): 41-48.

KONG Xiangyu, YAO Jingtao, CUI Kai, et al. Investment decision-making method for regional distribution network planning considering distributed generations[J]. Electric Power, 2020, 53(4): 41-48.

研究背景

分布式电源（distributed generation, DG）作为可再生能源重要发电方式，在配电网中的应用越来越广泛。以接纳大规模可再生能源为主要特征的配电网成为未来配电网发展的主要趋势和方向。DG改变了传统配电网的能量流动方式，给配电网的经济性、可靠性、电能质量等带来很大挑战，进而也影响了配电网投资规划。配电网规划过程中往往面临投资效益识别困难、投资成效缺乏定量评估等问题。如何在有限投资的情况下，充分考虑DG对配电网的影响，制定合理的投资决策是配电网规划的核心任务之一。

论文所解决的问题及意义

针对目前配电网投资结构与投资效益方面存在较大的不确定性问题，提出一种考虑分布式电源的区域配电网投资决策方法。主要优势有：

（1）建立“投资方向-具体措施-配电网受影响参数-电网建设指标-投资效益”关系链，以配电网运行参数为中间变量，直观清晰地将配电网投资与效益联系起来，实现了配电网规划投资和效益之间的关联关系解析。

（2）在投资效益关联分析的基础上提出了考虑投资能力、投资需求、基本规划目标的决策模型，分布式电源等其它环境因素被纳入到配电网决策，决策过程更加全面直观，有助于实现配电网“优化投资、科学投入、注重效益、持续发展”的目标。

论文重点内容

配电网投资与效益之间存在强非线性关系，通常这种影响难以直观描述，需要通过多层解析以获得内在联系。本文以配电网经济、企业责任、社会等多维效益指标来量化配电网投资效果，并引入配电网运行参数等中间量，通过对配电网由投资到效益的过程逐步挖掘，建立考虑分布式电源的配电网投资与效益关联关系。配电网投资效益决策分析思路如图1所示。

图1 配电网投资效益决策分析思路

各区域配电网的情况受区域发展、自然条件、电网公司考核等不同影响因素制约，各有不同，投资规划决策需要在此基础上分析。为实现配电网规划投资与效益之间的关联关系解析，提出了一种通过“投资方向-具体措施-配电网受影响参数-电网建设指标-投资效益”关系链的分析方法。获得典型的考虑分布式电源的配电网规划投资和效益之间的关联关系如图2所示，引入配电网规划投资方向、具体建设改造措施、措施影响的配电网参数和电网运行指标，以及投资效益指标等中间变量，将投资与效益进行关联。该关联关系并不是唯一和确定的，可结合各区域投资环境和目标而改变。

图2 考虑分布式电源的配电网规划投资和

效益之间的关联关系

由于不同区域的经济与配电网发展情况不同，各区域应进行有差异的、针对性的规划投资决策指导，然而对省级网公司而言，其下属的县级配电网规划项目众多且情况复杂多样，难以对针对每一个县级配电网进行具体细致的决策指导，这就需要对各区域配电网进行聚类，为每一类配电网提出投资方向上的决策指导，各县级配电网公司再根据该决策指导依据自身情况进行具体的规划投资。考虑分布式电源现状及发展的配电网投资决策分析流程如图3所示。其中基于综合效益的规划投资决策模型是该方法实施的关键，基于配电网投资效益关联分析，综合考虑配电网投资需求、投资能力与每种效益的基本规划目标，针对聚类后的配电网，建立综合效益的规划投资决策模型，分布式电源等环境因素被间接纳入决策模型，有利于应对复杂的配电网环境，促进配电网均衡发展。

图3 考虑分布式电源的配电网投资决策分析流程

研究结论

本文提出考虑分布式电源接入的区域配电网规划投资决策方法，通过算例验证，可得到以下结论：

（1）以配电网运行参数为中间变量，通过“投资方向-具体措施-配电网受影响参数-电网建设指标-投资效益”关系链的解析分析方法，能够实现配电网规划投资和效益之间关联关系解析。

（2）考虑分布式电源并网对建设改造措施实施效果的影响，所建立的基于配电网投资效益量化分析的规划投资决策方法，对新环境下配电网投资决策具有重要指导作用。

主要作者介绍

第一作者：孔祥玉(1978—)，男，博士，副教授，全国智能配电网规划设计指导委员会委员、中国电机工程学会智慧用能与节能委员会委员，CIRED working group成员（DIGITAL SOLUTIONS FOR MAINTENANCE-WG 2018-4），国际大电网（CIGRE）会员及联络员，IEEE会员。主要研究方向：电力系统优化运行；智能配用电技术；新能源发电和微电网技术。

E-mail: eekongxy@tju.edu.cn。

第二作者：尧静涛，男，硕士研究生，从事配电网规划、智能量测及数据分析相关技术研究。

E-mail: 18811369305@163.com。

团队介绍

天津大学电气自动化与信息工程学院孔祥玉副教授组建了一支科研力量雄厚的创新团队，课题组着力于智能配用电技术、大数据分析、电力市场及需求侧管理、电力系统规划、优化运行与分析等领域，承担和参与了国家重点研发课题项目（2017YFB0902902、2016YFB0901104）、国家“863”项目（2013BAA01B03、2011AA05A115）、国家自然科学基金项目（(51877145，51107086、51377119）等研究课题。团队研究成果获教育部科学技术进步二等奖，天津市科学技术进步二等奖，电力科技创新奖一等奖，中国质量技术奖二等奖、南方电网公司科学技术进步一等奖，海南、广西、天津等省电网公司科学技术进步奖。编撰教材及学术著作8部，获授权中国发明专利16项，美国发明专利2项，在重点及核心期刊发表科技论文六十余篇。

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编辑：杨彪

审核：许晓艳