主動配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢

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1主動配電網(wǎng)的構(gòu)成及其特點

主動配電網(wǎng)主要由分布式電源、負荷、儲能系統(tǒng)及控制裝置組成（如圖1所示）。相比于大電網(wǎng)，主動式配電系統(tǒng)體現(xiàn)為一個可控單位，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自我控制、保護、管理等功能，充分補充了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不足。在ADN中，分布式電源（DistributionGeneration，DG）的接入改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流特性、供電結(jié)構(gòu)等。傳統(tǒng)配網(wǎng)是由統(tǒng)一的供電電源實現(xiàn)功率的單一方向傳送，引入分布式電源后，功率實現(xiàn)了雙向流動，即在同一線路可能出現(xiàn)逆向潮流，從而電壓的分布規(guī)律也隨DG的接入發(fā)生變化。分布式電源的接入改善了傳統(tǒng)配網(wǎng)的運行方式，使電網(wǎng)可以更為高效、可靠地運行。這一方面緩解了化石燃料發(fā)電造成的環(huán)境污染，另一方面大大增加了電網(wǎng)備用容量，減少了電廠建設(shè)規(guī)模，進而減小電能傳輸損耗，同時DG還可在孤島運行的情況下繼續(xù)向重要負荷供電，提高了大電網(wǎng)的整體安全性。綜上，區(qū)別于傳統(tǒng)的被動型配網(wǎng)，主動式配網(wǎng)的主要特征體現(xiàn)在以下2個方面：

1）主動式配網(wǎng)有相當(dāng)比例的分布式可控資源，未來電網(wǎng)發(fā)展中這種可控資源的比例還將繼續(xù)擴大；

2）電力電子設(shè)備的大量應(yīng)用，使得主動式配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可以靈活調(diào)節(jié)，在建立實現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化管理的控制中心必不可缺，其可管可控水平將更為完善?？傊?，主動配電網(wǎng)的供電性能更加優(yōu)越，供電可靠性大大提高，是應(yīng)對現(xiàn)代配網(wǎng)新問題的有效途徑。

2主動配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)配網(wǎng)中電力潮流服從單一方向流動，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式也都遵循能量的單向流動。但是主動配網(wǎng)中DG的接入和儲能技術(shù)的發(fā)展，讓這些分布式能源積極參與網(wǎng)絡(luò)運行的調(diào)度，使配電網(wǎng)朝著雙向化、智能化的方向發(fā)展。

2．1ADN的綜合規(guī)劃技術(shù)

傳統(tǒng)的配網(wǎng)規(guī)劃方法沒有考慮接入分布式電源后配網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，其所規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)過于陳舊，不能充分利用各項資產(chǎn)。高品質(zhì)的主動配電網(wǎng)規(guī)劃必須綜合考慮傳統(tǒng)的一次網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、新型的智能保護開斷設(shè)備、分布式能源（發(fā)電和儲能）、新型配電設(shè)備（電抗器／電容）和用于構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的新增配電線路／饋線的綜合影響。目前，針對ADN的規(guī)劃研究已取得不少突破，如綜合考慮可靠性、線損、投資成本及間歇性可再生能源不確定性的動態(tài)ADN規(guī)劃模型；基于進化算法并結(jié)合多場景分析，對不確定因素進行統(tǒng)一模型集成的規(guī)劃方法等。

2．2ADN的分層管理、分布調(diào)控技術(shù)

主動配電網(wǎng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在分布式能源對網(wǎng)絡(luò)運行調(diào)度的參與，而不是傳統(tǒng)配網(wǎng)的簡單連接。主動配電網(wǎng)的管理結(jié)構(gòu)主要分為三層：首層采用就地控制策略，實現(xiàn)分布式電源、并聯(lián)電容器及保護裝置的快速控制；第二層采用微網(wǎng)、Cells等區(qū)域協(xié)調(diào)控制體系，主要負責(zé)協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)第一層控制裝置；第三層是主動式配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的最高級，可以實現(xiàn)全局的最優(yōu)控制。第三層是ADN的核心部分，其主要功能包括分布式電源的最優(yōu)控制、潮流優(yōu)化管理、電壓質(zhì)量控制等。配電管理系統(tǒng)通過收集電網(wǎng)的開關(guān)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、分布式能源DG運行工況等實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信號，通過全局優(yōu)化管理系統(tǒng)計算出滿足各項約束條件的有功功率及無功功率的最優(yōu)化。第二層的區(qū)域協(xié)調(diào)控制功能實現(xiàn)對首層和第三層的協(xié)調(diào)。

2．3ADN的運行控制技術(shù)

要想實現(xiàn)主動式配網(wǎng)的高品質(zhì)運行，自動化孤島的有機集成和多重GIS系統(tǒng)是必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)。主動式配網(wǎng)的運行控制離不開高度的信息集成。數(shù)據(jù)通信主要依靠分布式更新技術(shù)的支撐；服務(wù)平臺則依托面向ADN的高性能計算機技術(shù)，以滿足ADN運行所需的大數(shù)據(jù)處理要求；智能應(yīng)用主要依靠基于AMI數(shù)據(jù)挖掘的時空負荷預(yù)測技術(shù)和基于物聯(lián)網(wǎng)的輸變配設(shè)備遠程診斷技術(shù)。ADN綜合利用這些技術(shù)，最終達成其高效運維優(yōu)化的目的。

作者：楊曉東 錢松輝 姜偉 南仁杰 單位：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 葫蘆島供電公司 蒙東松山區(qū)供電有限公司 錦州供電公司