含分布式电源的配电网可靠性研究(2)
国务院在 2013年发布的《能源发展“十二五”规划》[6]，提出了“十二五”时期电力发展的主要目标（表 1.1），其中太阳能发电总量上虽然不及其它发电类型，但是预期年均增长是最快的。
表 1.1 “十二五”时期提出的电力发展目标
类别 单位 2010年 2015年 年均增长
电力装机容量 亿千瓦 9.7 14.9 9.0%
煤电 亿千瓦 6.6 9.6 7.8%
水电 亿千瓦 2.2 2.9 5.7%
核电 万千瓦 1082 4000 29.9%
天然气发电 万千瓦 2642 5600 16.2%
风电 万千瓦 3100 10000 26.4%
太阳能发电 万千瓦 86 2100 89.5%
分布式电源通常被认为具有高投资成本的特点，然而技术的进步已经显著地降低了分布式电源的成本，分布式电源终有一天会有能力与燃气轮机竞争。根据最近的一次关于分布式电源的市场潜力的调查[7]，一个向电网售电的分布式电源如果一天中能有5个小时卖出电能，就可以盈利3068美元/MWh。而如果它能够在用电高峰期以高于35美元/MWh的价格售出电能，就能赚到上面数字的两倍以上。
除了经济效益，分布式发电更重要在于它满足负荷增长需要、减少环境污染与温室气体排放、提高资源利用效率、为边远地区供电以及提高供电可靠性等方面的效益。
但分布式电源的大量接入也会产生一些负面影响[8]，比如接入成本高、管理控制复杂、对电网的电压、频率造成冲击、产生谐波以及导致需要重新设定继电保护设备，对配电网自动化提出了更高的要求。为了解决这些问题的需要研究的关键技术有分布式电源智能发电、信息交互、规划设计、并网运行调度、检测及新型储能技术。
1.2 配电网可靠性
可靠性是一个抽象的名词，它意着事物耐用、可信赖以及优良的性能[9]。而对于电力系统，可靠性不仅仅是一个抽象的名词，可靠性有其特定的指标，可以被计算、测量、评估、设计。
电力系统通常被划分为3个相对独立的系统：
（1）发电系统：利用能源生产出电能的设施。
（2）输电系统：将电能从发电设施传输到用电地区的能量传输系统。
（3）配电系统：将电能分配到区域内各用户的系统。
从用户角度看电力系统可靠性意着发电、输电和配电系统对电力的持续供应能力，对用户来说，电力系统可靠性最重要的指标是用电点（负荷点）的停电频率和停电持续时间。
可靠性在配电系统中与在发电系统和输电系统中不同的地方在于它更偏向于以用户为导向，而不是以系统为导向，只考虑本地区的配电系统，不考虑发电和输电设施[10]。配电系统是大电网与用户之间重要的联系环节。大多数情况下，配电网是辐射状的，这导致单一故障就很容易引起用户停电，一条辐射状的配电网线路一般包括主馈线和分支线。在过去，在可靠性方面配电系统得到的关注少于发电和输电系统，这是由于发电和输电系统资本集中，切发生故障产生大范围灾难性的影响。然而配电网依然是电力系统的重要组成部分，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。有文献指出，我国用户停电故障中的80%是由于配电网故障引起的，配电系统已然成为电力系统中最薄弱的环节[11]。随着大量的分布式电源接入电网，配电网将由单一电源点供电的辐射式供电方式转变为一个遍布电源与用户的互联的网络，这要求我们势必要对配电网可靠性计算的模型和方法做出改变。