“N-1”安全準(zhǔn)則是配電網(wǎng)規(guī)劃的重要準(zhǔn)則。N-1安全即在配電網(wǎng)中主變、饋線等發(fā)生N-1故障后，通過負(fù)荷轉(zhuǎn)帶保證不甩負(fù)荷的供電安全性。

研究表明，分布式電源的接入對(duì)提高配電網(wǎng)供電安全性具有十分重要的作用和積極的影響。分布式電源接入配電網(wǎng)的容量和位置合理和適當(dāng)?shù)那闆r下，可提高配電網(wǎng)供電的可靠性和安全性。未來配電網(wǎng)規(guī)劃需考慮分布式電源的影響，N-1安全性校驗(yàn)是配電網(wǎng)規(guī)劃的一個(gè)重要步驟，而分布式電源接入配電網(wǎng)后如何對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行N-1安全性校驗(yàn)這一問題尚未解決，這對(duì)未來配電網(wǎng)的規(guī)劃和安全性評(píng)價(jià)均有很重要的意義和作用。

因此，本文提出了一種含分布式電源的配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)方法。為含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃提供了基礎(chǔ)工具和方法。

1 配電網(wǎng)N-1后DG的處理方法

1.1 與配網(wǎng)N-1相關(guān)的DG分類

根據(jù)分布式電源（DG， Distributed Generation）在配電網(wǎng)N-1故障發(fā)生后是否可以作為配電網(wǎng)的備用電源，分布式電源可分為備用電源DG和非備用電源DG。備用電源DG的輸出功率通常可以控制，包括發(fā)電機(jī)組、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池以及帶有儲(chǔ)能裝置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏等；非備用電源DG輸出功率往往具有間歇性和波動(dòng)性，受天氣環(huán)境等因素的影響比較大，如未配有儲(chǔ)能設(shè)備的風(fēng)機(jī)和光伏等。

根據(jù)分布式電源在配電網(wǎng)N-1故障后是否與主電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)又可以分為并網(wǎng)DG和脫網(wǎng)DG。并網(wǎng)DG與主電網(wǎng)保持并網(wǎng)運(yùn)行；脫網(wǎng)DG包括三種，一是電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)作為備用電源但未并網(wǎng)的DG；二是故障發(fā)生后直接退出運(yùn)行的非備用電源DG；三是故障后形成孤島運(yùn)行的DG。

根據(jù)分布式電源在配電網(wǎng)N-1故障發(fā)生后所處的區(qū)域還可以分為故障區(qū)DG和非故障區(qū)DG。故障區(qū)DG是指N-1故障發(fā)生后所形成的斷電區(qū)域電網(wǎng)中的DG；非故障區(qū)DG同理是指N-1故障發(fā)生后處于非斷電區(qū)域的DG。

不難看出，并網(wǎng)DG和脫網(wǎng)DG以及故障區(qū)DG和非故障區(qū)DG的概念都不是絕對(duì)的，任何一個(gè)分布式電源在故障發(fā)生后隨著故障恢復(fù)過程的進(jìn)行，其類型也在隨之改變。

1.2 配電網(wǎng)N-1后DG處理

當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生N-1故障后，對(duì)于不同的分布式電源，其處理方法也有所不同。需指出的是，在備用DG形成孤島運(yùn)行時(shí)，在保證給當(dāng)?shù)赜脩艄╇姷幕A(chǔ)上，根據(jù)自身的容量裕度，盡可能擴(kuò)大供電范圍，形成多用戶孤島運(yùn)行模式，以提高配電網(wǎng)的供電可靠性。以上各類型DG在潮流計(jì)算時(shí)均可看作為PQ節(jié)點(diǎn)。

2 含DG配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)流程

根據(jù)含分布式電源的配電網(wǎng)故障恢復(fù)流程總結(jié)得出的含分布式電源的配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)流程如下。

1）假設(shè)配電網(wǎng)內(nèi)一個(gè)主變（一條饋線出口處）發(fā)生了N-1故障，自故障點(diǎn)向下找出故障區(qū)域。故障區(qū)域內(nèi)如有非備用DG，則將其退出運(yùn)行；如有備用DG（包括并網(wǎng)DG和脫網(wǎng)DG），就近盡可能的形成多用戶孤島運(yùn)行，否則解列成單元孤島只對(duì)當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電。

2）找出故障斷電區(qū)域和非故障正常供電區(qū)域之間的聯(lián)絡(luò)線。對(duì)與故障斷電區(qū)域有聯(lián)絡(luò)關(guān)系的各個(gè)非故障正常供電區(qū)域進(jìn)行潮流計(jì)算，得出各自的饋線容量裕度以及節(jié)點(diǎn)電壓分布。

3）利用容量裕度最大且末端節(jié)點(diǎn)電壓仍未越限的饋線對(duì)故障區(qū)域負(fù)荷進(jìn)行供電恢復(fù)，每嘗試恢復(fù)對(duì)一定數(shù)量負(fù)荷的供電，都要進(jìn)行一次潮流計(jì)算，如饋線以及饋線所屬主變?nèi)萘烤催^載且饋線上各節(jié)點(diǎn)電壓均未越限，則繼續(xù)進(jìn)行恢復(fù)供電嘗試，否則終止恢復(fù)。

在恢復(fù)過程中，如果故障區(qū)域形成的孤島可以并網(wǎng)，則并網(wǎng)運(yùn)行。否則繼續(xù)孤島運(yùn)行。

在供電恢復(fù)的過程中，配電網(wǎng)需滿足傳統(tǒng)供電恢復(fù)過程的約束條件：

（1）節(jié)點(diǎn)電壓約束，各節(jié)點(diǎn)電壓應(yīng)保持在電壓約束范圍內(nèi)；

（2）支路潮流約束，支路潮流不能超過各條饋線的容量上限，即不能過載；

（3）主變?nèi)萘考s束，主變的出線饋線上所有負(fù)荷之和不能超過主變額定容量；

（4）輻射狀供電約束，不考慮DG的影響，配電網(wǎng)在供電恢復(fù)過程中應(yīng)保持輻射狀供電。

4）每次用非故障正常供電的饋線對(duì)故障區(qū)域恢復(fù)供電后，則重新形成新的故障斷電區(qū)域，重復(fù)步驟2）和步驟3）。直到對(duì)故障斷電區(qū)域全部恢復(fù)供電或者仍有故障斷電區(qū)域但是沒有非故障正常供電饋線可以再對(duì)其進(jìn)行供電恢復(fù)為止。

5）如果可以對(duì)故障斷電區(qū)域的負(fù)荷全部恢復(fù)供電。則該主變（饋線）N-1安全校驗(yàn)通過，轉(zhuǎn)向第步驟6）；否則該配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)為不通過，校驗(yàn)結(jié)束。

6）檢測配電網(wǎng)內(nèi)是否還有未進(jìn)行N-1安全校驗(yàn)的主變（饋線），如果有則對(duì)下一個(gè)主變（饋線）再次進(jìn)行N-1安全校驗(yàn)，即進(jìn)行步驟1）到步驟5）；如果沒有，則該配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)通過，校驗(yàn)結(jié)束。

3 結(jié)論

本文提出了一種計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)N-1安全校驗(yàn)方法，研究表明，饋線容量約束和節(jié)點(diǎn)電壓約束是制約負(fù)荷轉(zhuǎn)帶的最主要的兩個(gè)因素，詳細(xì)說明如下。

1）當(dāng)輻射線路較長時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓隨著線路的延伸下降很快，故容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)電壓觸及電壓下限的問題，而此時(shí)線路負(fù)載率并不是很高，線路潮流還有相當(dāng)?shù)脑６龋丘伨€由于電壓約束的限制往往不能再接納更多的負(fù)荷，分布式電源的加入可有效的抬高饋線節(jié)點(diǎn)電壓，使其能接納更多的轉(zhuǎn)帶負(fù)荷。

2）當(dāng)輻射線路較短，節(jié)點(diǎn)電壓隨線路延伸下降較慢，此時(shí)線路容量約束成為負(fù)荷轉(zhuǎn)帶時(shí)最主要的制約因素，分布式電源的加入可減小線路潮流，使其能接納更多的轉(zhuǎn)帶負(fù)荷，提高配電網(wǎng)的供電安全性。