含分布式電源的智能配網(wǎng)的控制策略研究

張國寧 楊超

【摘要】首先，本文對智能電網(wǎng)的特點進(jìn)行了較為詳盡的論述，指出智能電網(wǎng)具有信息智能化、量測智能化以及控制智能化的重要特點，說明了在分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用條件下，應(yīng)充分考慮到智能電網(wǎng)的本身特點；接下來，又對積極的配電管理策略進(jìn)行了探討，研究了分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的影響，并重點介紹了有源配電管理的ADINE項目的功能和特點。

【關(guān)鍵詞】分布式電源；智能電網(wǎng)；電力管理；電力控制

前言

隨著新的電力技術(shù)的普及應(yīng)用，電力供應(yīng)市場正在經(jīng)歷著重大的變革，一個全新的電力供求系統(tǒng)正在被構(gòu)建并逐漸成為主流。其中，含分布式電源的智能配電網(wǎng)就是其中最為重要的技術(shù)應(yīng)用之一。近幾年來，分布式發(fā)電量始終呈現(xiàn)出上升趨勢，因而使得其傳統(tǒng)的配電管理及負(fù)荷模式都發(fā)生了深刻的變化。從電網(wǎng)控制的角度看，分布式發(fā)電量的持續(xù)上升常常會導(dǎo)致輸配電系統(tǒng)更趨向復(fù)雜化，這與目前管理配電方法及不同有源電源的固有特點密切相關(guān)。由此可知，分布式電源增加了智能配電網(wǎng)的運(yùn)行難度，需要對其實行有效的控制策略。

1、智能電網(wǎng)的特點

1.1信息智能化

智能電網(wǎng)中應(yīng)用的的信息技術(shù)具有三大獨特優(yōu)勢：第一，數(shù)字化程度提高，內(nèi)置智能傳感器、電力設(shè)備、控制設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)等，可連接的設(shè)備增多，增強(qiáng)了發(fā)電、傳輸、變電、配電、用電以及調(diào)度流程的數(shù)據(jù)收集、收發(fā)、存儲和整理能力；第二，以面向服務(wù)架構(gòu)體系（Service-Oriented Architecture，SOA）為基礎(chǔ)，對相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及應(yīng)用加以優(yōu)化整合，構(gòu)建完善的信息交流平臺，使數(shù)據(jù)及應(yīng)用實現(xiàn)自動化整合，促使整個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成；第三，能夠?qū)?jīng)營管理、人才管理、電力營銷及調(diào)度管理等輔助型決策數(shù)據(jù)提供一個數(shù)據(jù)集中、業(yè)務(wù)合理規(guī)劃、符合模型標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用擴(kuò)展性強(qiáng)的輔助管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、調(diào)度、人財物等業(yè)務(wù)信息的集中存儲、統(tǒng)一管理及系統(tǒng)分析，進(jìn)行充分智能化的決策判斷，能夠支持跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的綜合查詢，為管理階層提供可靠的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

1.2量測智能化

為真正實現(xiàn)智能化的電力運(yùn)行，量測技術(shù)的智能化顯得至關(guān)重要。其中，參數(shù)量測技術(shù)是智能電網(wǎng)最基礎(chǔ)的組成部分之一，在收集到相關(guān)數(shù)據(jù)后可將其轉(zhuǎn)換為可識別的數(shù)據(jù)信息，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果傳送至智能電網(wǎng)的各個系統(tǒng)中使用[1]。量測技術(shù)的智能化發(fā)展可以實現(xiàn)對電力設(shè)備性能狀態(tài)及電網(wǎng)完整性的準(zhǔn)確評估，完成表計的讀取，避免竊電行為的出現(xiàn)，同時緩解電網(wǎng)阻塞。智能表計在成功應(yīng)用微處理器后增添了更多的功能，不僅能夠測得不同時段的用電量，還可對電力企業(yè)下達(dá)的高峰電力價格信號及電費(fèi)費(fèi)率加以存儲。

1.3控制智能化

智能化控制技術(shù)的主要職責(zé)在于從智能電網(wǎng)中分析、判斷并預(yù)測電網(wǎng)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上確定并采取有效的措施加以清除或減輕，從而防止供電中斷及電能質(zhì)量擾動現(xiàn)象的發(fā)生[2]?？刂萍夹g(shù)的智能化發(fā)展有利于輸電、配電和用戶側(cè)控制的優(yōu)化提高，對電網(wǎng)中的有功功率和無功功率進(jìn)行合理化分配。

2、積極的配電管理策略

2.1分布式發(fā)電對配電網(wǎng)的影響

如果一個規(guī)模較大的分布式發(fā)電機(jī)組比如風(fēng)電場與電力用戶的距離較遠(yuǎn)時，或者相對于缺乏分布式發(fā)電機(jī)組的解決措施，從而加大電力傳輸?shù)木嚯x，就會造成電網(wǎng)的損耗。同時，在分布式電源的控制條件下，配電網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)要求也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因為此時根據(jù)單向潮流設(shè)計的繼電保護(hù)將失去作用。因此在分布式發(fā)電接入系統(tǒng)中后，會出現(xiàn)不必要的跳閘、不可測的故障或繼電器動作滯后。此外，分布式發(fā)電還會對自動重合閘帶來一定影響。因此，處理故障時應(yīng)特別重視保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行次序。由于分布式發(fā)電方式的應(yīng)用逐漸普及，以往使用的許多故障定位的措施將無法滿足實際需求，一旦發(fā)生故障，現(xiàn)有的配電運(yùn)行流程會要求移除分布式發(fā)電機(jī)組，從而使運(yùn)行狀況更加直觀、清晰、安全可靠且便于自動重合閘。分布式發(fā)電入網(wǎng)處繼電保護(hù)（頻率與電壓繼電器）的目的在于抑制機(jī)組的故障電弧的滋生，從而防止孤島效應(yīng)的產(chǎn)生。如果分布式發(fā)電接入持續(xù)增加，且一些分布式發(fā)電機(jī)組能夠及時發(fā)現(xiàn)輸電網(wǎng)存在的一個短路故障，這時發(fā)電機(jī)組的瞬時跳閘結(jié)果就極有可能變得十分不利[3]。甚至在配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，在饋線的不必要跳閘、分布式發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)、同步發(fā)電機(jī)失去同步異步發(fā)電機(jī)的持續(xù)過速以及過電流或者電子變換器的過電流和過電壓等多種因素的影響下，從而導(dǎo)致分布式發(fā)電機(jī)組的不必要切斷。從目前的運(yùn)行實踐中可以得知，在電網(wǎng)安全性及可靠性之間存在著較大矛盾。

2.2有源配電管理的ADINE項目

為使配電管理能夠更好適應(yīng)當(dāng)前的管理，滿足分布式發(fā)電的技術(shù)要求ADINE項目應(yīng)運(yùn)而生。由有源網(wǎng)絡(luò)管理理論可知，如果一個配電網(wǎng)絡(luò)處于管理之中，不同有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的相互影響完全能夠被計劃和控制，因此這一項目能夠極大促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性[4]。該項目的最大優(yōu)勢在于它能夠提出良好的有源網(wǎng)絡(luò)管理方法，并得到準(zhǔn)確的結(jié)果。項目對以下內(nèi)容做出了明確要求：第一，在配網(wǎng)中采用繼電器技術(shù)作為通訊手段；第二，分布式發(fā)電模式下的故障定位技術(shù)；第三，在電網(wǎng)信息系統(tǒng)中制定協(xié)調(diào)保護(hù)規(guī)劃方案。

結(jié)論

本文通過對含分布式電源的智能配網(wǎng)的控制策略進(jìn)行研究分析，指出目前的配電管理方式應(yīng)隨著分布式發(fā)電的擴(kuò)大應(yīng)用而加以改進(jìn)，使其能夠解決分布式發(fā)電所帶來的新問題，采取更加科學(xué)合理的控制策略。本文對智能電網(wǎng)的特點進(jìn)行了充分的論述，同時又對積極的配電管理策略展開了深入的探討，強(qiáng)調(diào)了應(yīng)根據(jù)分布式發(fā)電的具體應(yīng)用方式和條件，采取相應(yīng)的控制策略。

參考文獻(xiàn)

[1]王興國，姚力強(qiáng)，常澍平，郭江龍，張贊.基于智能電網(wǎng)的節(jié)能調(diào)度實現(xiàn)方法探討[J].河北電力技術(shù)，2012（15）：179-181.

[2]章欣，段曉萌，江小強(qiáng)，崔星毅，鄒躍.智能電表時鐘電池欠壓故障剖析及防范措施研究[J].電測與儀表，2014，14（10）：226-228.

[3]劉永欣，師峰，姜帥，席亞克，宋寧希，張侖山.智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測的一種模糊評估算法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，20（03）：162-163.

[4]孫浩，張曼，陳志剛，劉志文，謝小榮，姜齊榮.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通用性機(jī)電暫態(tài)模型及其與電磁暫態(tài)模型的對比分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，19（03）：195-196.