主動配電系統(tǒng)可行技術探討

1、    主動配電系統(tǒng)可行技術探討    徐東華 謝凱 張慶龍 鮑大明摘 要： 傳統(tǒng)配電網的規(guī)劃設計方法和運行控制模式無法適應高滲透率分布式能源（der）的接入?；谛畔⑴c通信技術及高級量測設備的主動配電網（adn）為高滲透率der的接入提供了一種解決方案。文章介紹了adn的基本概念、相關的研究動態(tài)，圍繞主動配電系統(tǒng)的可行技術進行簡要探討。關鍵詞： 電力系統(tǒng)；主動配電網；可行性主動配電系統(tǒng)（adn）可以徹底滿足高滲透率分布式能源對電力系統(tǒng)越來越高的要求，作為未來電網的發(fā)展部分，主動配電系統(tǒng)能夠有效簡化配電網的規(guī)劃和控制，而使用主動配電系統(tǒng)的電網也能夠有效保

2、障電力網絡的安全性和可靠性。1、主動配電網的定義和概念主動配電網（adn）是充分利用網絡拓撲結構來對配電網進行管理，進而能夠對局部的der進行主動控制和管理的配電系統(tǒng)。der在監(jiān)管環(huán)境允許的情況下，按照接人協(xié)議的要求，能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面支持。分布式能源（der）主要則是由分布式儲能（ees）、分布式發(fā)電（dg）和可控負荷（rl）等構成 的，其中負荷既有發(fā)電屬性，同時又有消費屬性，這種雙重性導致其也是der的組成部分。2010年，國際上基于 cigrec6.11的定義對 and進行了闡釋，其中文名稱則為“主動配電網”。目前，全球范圍內的電力供應商多采用傳統(tǒng)的方式來進行管理，并沒有形成有效的激勵

3、機制，同時也受到監(jiān)管環(huán)境的制約和影響，導致 and的發(fā)展非常緩慢，仍有很多問題亟待解決。2、配電系統(tǒng)的der接入技術研究2.1 配電網規(guī)劃方法研究傳統(tǒng)配電網從規(guī)劃的角度進行分析，其網絡結構相對更為固定，是根據(jù)負荷預測值確定最大容量裕度，確保配電網的最低運行條件，在設計初始階段將潛在問題排除，因而傳統(tǒng)配電網相對更為簡單。adn負荷預測結果的值在判斷上需要考慮到兩個因素，需求側響應和 dg。此外，在設計的過程中會考慮到 der主動管理模式對整體或局域電力網絡所造成的影響。可見，相較于傳統(tǒng)配電網采用 and規(guī)劃的方法要更為復雜。2.2 配電網運行技術研究電力設備都有額定工作電壓，因而需要在電壓范圍內

4、來運行，電壓質量與無功電壓控制之間的關系非常緊密。對于無源的傳統(tǒng)配電網，其無功電壓控制模式 比較容易。在配 電網中接入der后，由于der所存在的隨機性、間歇性、非線性等特點，導致配電網無功電壓控制模式相較于傳統(tǒng)配電網要復雜的多，在 der的影響下還會出現(xiàn)有功潮流反向、無功潮流不確定性等。此外，接入 der還可能會發(fā)生暫態(tài)電壓變化，由風電機組引發(fā)的電壓畸變、閃變、保護誤動等一系列問題，進而對配電質量造成影響。2.3 短路電流和設備選型研究任意一個存在電源的電力系統(tǒng)都存在短路電流，因而為了能夠使dg順利接入，確保遮斷容量不超標，必須要對原有開關進行更換，甚至對原有電力設備進行更換，進而導致運行成

5、本的增加。同時，對于同一個變電站，dg的接入并不是只有一個點，在多點接入時，某一點附近同一電壓層級節(jié)點的短路電流會發(fā)生超標的現(xiàn)象，這時也需要對設備進行更換，大量的dg接入點會造成供電區(qū)域的網絡飽和，導致后續(xù) dg接入受限。3、主動配電系統(tǒng)的可行技術3.1通信技術現(xiàn)階段全球使用的通信技術主要分為無線通信技術和有線通信技術，盡管各個公司所使用的通信技術千差萬別，但是能夠看出幾乎沒有公司會采用 der 遙控通訊，能夠對低壓網絡進行控制的公司更是少之又少，而在配電系統(tǒng)中，主要采用信息和通訊技術設備即 ict 技術進行主動管控，事實證明，在使用 ict 技術之后，配電系統(tǒng)無論是在安全性、穩(wěn)定性還是可靠性

6、上均獲得了不同程度的提升，不僅如此，ict 技術還能夠全面提升配電系統(tǒng)的效率已經平衡頻率，與此同時能夠控制和調節(jié)整個配電系統(tǒng)的電壓與潮流，由此我們可以看出，ict 技術可以被看作是主動配電系統(tǒng)中的可行技術，在ict 技術下的主動控制除了能夠通過集中控制和組合控制之外，還能夠以點對點的控制模式達到這一目的。3.2 電子設備當然，除了最主要的通信技術之外，現(xiàn)階段的主動配電系統(tǒng)中的可行技術還包括三個方面，分別是硬件設備、監(jiān)測控制以及網絡運行，其中的電力電子設備也就是智能電子設備、通信媒介設備、分布式儲能、電池能量管理等等均可以實現(xiàn)對分布式發(fā)電以及可控電荷進行主動控制和調節(jié)，同時完成分布式能源接入的轉

7、換，諧波補償、無功補償?shù)鹊?，平衡發(fā)電以及負荷可以采用可控儲能，而der以及優(yōu)化運行負荷則能夠保障回報率最大化。3.3 ict 技術電力系統(tǒng)中所有信息的運算、處理以及分配和存儲等功能都需要依靠ict 技術才能夠得以實現(xiàn)，除此之外，可控設備與控制單元之間進行傳送信息包括控制發(fā)電與負荷、合理預測發(fā)電以及電價，甚至是電力體統(tǒng)的網絡重構和助攻補償?shù)鹊榷加匈囉?ict 技術得以實現(xiàn)，由此可見主動配電系統(tǒng)的可行技術還應該包括ict 技術。3.4監(jiān)測預測所謂的監(jiān)測和預測，其實就是為了能夠有效保障電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行，而全面檢測各種網絡參數(shù)，真實的電力系統(tǒng)運行情況并且對電價與發(fā)電、峰值電流與負荷以及峰值電

8、壓等數(shù)據(jù)信息進行合理的預測，因此我們也將監(jiān)測和預測歸納為主動配電系統(tǒng)的可行技術領域當中。3.5運行控制分布式控制和需求側管理是現(xiàn)階段配電網管理系統(tǒng)的主要管理模式，而運行和控制其實就是指微電網或是饋線能夠在孤島運行條件下進行管控，除此以外，潮流管理、自動電壓控制、動態(tài)線路荷載水平等也都是運行和控制的涉及范圍。3.6規(guī)劃設計主動配電系統(tǒng)要求在進行配電網規(guī)劃設計時需要充分考慮在實際運行狀況中存在的各種不確定因素，特別是在面對解決高滲透率分布式能源接入問題時，需要進行充分的考量，而不是將其簡單看作是新能源形式接入和一種儲能設備，這也是主動配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)被動配電系統(tǒng)相區(qū)別的地方。4、結束語文章以der的接入為著眼點簡述了and的概念，指出and在平衡配電層級功率和平衡配電層級與上級電網之間都是可以提供局部區(qū)域能源交換的設施。在高滲透率der接入的情況下，會在輸電網與配電網之間形成雙向功率流，同時造成電源和負荷都具有了雙重不確定性，因而為了使配電網系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性得到保障，必須要依托于現(xiàn)有技術來對電網進行改進，引進更加領先的設備，加強對ads技術的研發(fā)。我國在對ads的研究過程中，需要結合我國電力網絡的實際需求與可行性，如在對高滲透率der接入的研究中不能忽視可行的配電網絡擴展模式，促使我國電力系統(tǒng)配電網的效率得到大幅提升。參考文獻1