主動配電系統(tǒng)可行技術(shù)研究

趙中研

摘 要：在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達的今天，信息與通訊技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)時代的重要根源，應用高級設(shè)備來測量的主動配電系統(tǒng)已經(jīng)能夠解決分布式能源接入問題，是智能電網(wǎng)發(fā)展的大前提。主動配電系統(tǒng)的發(fā)展是綠色經(jīng)濟、低碳社會和可持續(xù)性發(fā)展的需要和前提，它保障了電網(wǎng)的高效、穩(wěn)定和安全運行，促進電網(wǎng)經(jīng)濟的進步，智能電網(wǎng)已經(jīng)是現(xiàn)代社會中不可缺少的一部分。文章重點分析主動配電系統(tǒng)的重要性，對其可行性和發(fā)展方向進行探討，在經(jīng)濟領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)方面進行研究，挖掘其在平衡配電層級之間的作用和意義。

關(guān)鍵詞：主動配電系統(tǒng)；可行技術(shù)；平衡配電

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0010-02

傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)比較簡單和常見，是在復雜的網(wǎng)絡(luò)和龐大的數(shù)據(jù)之間進行交互，來應對不確定的配電負荷，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。但是，在科學發(fā)展的今天，技術(shù)爆發(fā)和發(fā)展勢頭迅猛，城市的電力需求也相應大，而電能損耗也增加。

而現(xiàn)代技術(shù)的進步，配電系統(tǒng)中的分布式能源的滲透率更多的決定和控制著電力負荷，在復雜的配電系統(tǒng)中規(guī)劃整體的經(jīng)濟利益，影響著電網(wǎng)的分配模式，而配電系統(tǒng)也是整個電力系統(tǒng)的最后一環(huán)，直接關(guān)系到客戶的使用，因此對主動配電系統(tǒng)的管理方式有待改進和革新。

1 主動配電系統(tǒng)的概念和原理

配電系統(tǒng)是由不同的電子配件和相關(guān)設(shè)施所組成，用來交換電壓以及直接向用戶分配電能的電力配比系統(tǒng)。而主動配電系統(tǒng)是充分利用配電網(wǎng)絡(luò)進行管理，進而能夠主動對部分分布式能源進行控制和管理的配電系統(tǒng)。

分布式能源在監(jiān)管環(huán)境允許的范圍內(nèi)，按照接入?yún)f(xié)議的規(guī)定，實現(xiàn)系統(tǒng)的全面操控，分布式能源是由分布式儲能、分布式發(fā)電和可控負荷所組成，其中的可控負荷同時擁有發(fā)電作用又具有消耗能力。傳統(tǒng)配電系統(tǒng)極少存在用戶端的電源，電能主要是由電網(wǎng)系統(tǒng)的電力局分配，電力配電系統(tǒng)的單位進行配送電能和收費。

2 傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

現(xiàn)如今世界上許多國家的電力公司大多數(shù)都已經(jīng)使用主動配電系統(tǒng)，但相關(guān)的機制和體系并不完善，并沒有成為主流電力管理系統(tǒng)，其中受到監(jiān)管和傳統(tǒng)配電方式的影響和制約。我國的電力企業(yè)長期以來過于注重發(fā)電的效率和產(chǎn)量，對電的使用比較輕視，造成了不小的矛盾。國家把大量的金錢和人力、物力集中在大型電力企業(yè)和發(fā)電設(shè)備機組中，對電網(wǎng)中電力的質(zhì)量和穩(wěn)定性缺乏關(guān)心力度，導致現(xiàn)有的許多配電設(shè)施設(shè)備不能得到更新和改進，輸出的電力可靠性、穩(wěn)定性和安全性都存在隱患，特別是一些偏遠地區(qū)，仍然不能夠享受到正常的用電生活，與發(fā)達國家相比，更是有著很大的差距。

傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)中，客戶端在接受電能和管理服務沒有自主性，不能進行選擇，電力公司方面在面對系統(tǒng)往往只是采取處理被動反饋以及對設(shè)備的維護和故障排除，并一味的追求改建和擴張來滿足市場對電力的需求量。

因此，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的進展緩慢，任重而道遠，這個問題不僅是技術(shù)上的手段能解決的，也需要需求方客戶的配合與管理，社會和政府再提供一些必要的扶持和政策支持，才能讓電力智能化發(fā)展成為可能。

3 主動配電系統(tǒng)的技術(shù)要求

隨著我國電能的消耗量逐年增加，而國內(nèi)的發(fā)電方式主要是火力發(fā)電，對環(huán)境破壞的影響巨大，節(jié)約和合理分配電能被提上了可持續(xù)發(fā)展的重點項目。傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)只是電能的搬運工，只起到一個分配和傳送的任務，電力系統(tǒng)一直是被動的運行工作。其技術(shù)難度較低，操作簡單，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，輻射狀發(fā)散于各個方向，多使用自動化電力設(shè)備，只能保障故障自動排除和修復，保證供電正常，傳統(tǒng)配電對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的電量配送和管理是沒有作用的，這使得許多電能在傳輸和配送中有重復和浪費。

而要做到可以主動分配和管理就必須使用分布式能源的接入，這種高滲透率的接入方式能在較小的模式下改變局部范圍的配電工作，而多個這樣的接入點就能形成規(guī)模控制，對整個輻射范圍電力公司就能整體把控，不僅可以做到傳統(tǒng)配電系統(tǒng)所做的被動工作，更能迅速解決電流短路、設(shè)備情況和非正常運行狀態(tài)等問題的解決和反應。

3.1 配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

按照傳統(tǒng)的被動式配電系統(tǒng)所運用的規(guī)劃，其更注重固定模式，按照網(wǎng)絡(luò)中的負荷預估最大值的方式，以得出配電系統(tǒng)的最小配電額度，并對可能出現(xiàn)的情況加以分析和規(guī)則設(shè)計，只要確保正常運行，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行模式簡單。

而主動配電系統(tǒng)技術(shù)更加細膩和周詳，雖然系統(tǒng)設(shè)計要比傳統(tǒng)模式復雜和繁瑣，但它考慮的因素更加全面，具有整體性和完整性的特點。在分布式能源的主動管理模式接入中，加入側(cè)響應和分布式電源。

3.2 接入分布式能源后需要注意的相關(guān)問題

電力配電設(shè)備都有額定功率，在正常的電壓水平下才能夠運行正常，電壓的穩(wěn)定和功率直接關(guān)系到其與無功電壓控制的模式，在傳統(tǒng)的被動式配電系統(tǒng)中無功電壓控制模式比較容易實現(xiàn)。而在主動配電系統(tǒng)接入分布式能源后，無功電壓控制模式變得更加復雜和波動，這是因為分布式能源的屬性存在帶有隨機性、非線性、間歇性的特征。

從而分布式能源造成有功逆流、無功電流不穩(wěn)定等問題，引起暫態(tài)電壓變化，由風電機組導致電壓保護誤導、畸變和閃變等情況的發(fā)生，因此電壓質(zhì)量也可能會出現(xiàn)影響。

3.3 短路電流和應對設(shè)備的選擇問題

電路出現(xiàn)短路是很正常的現(xiàn)象，在任何電力系統(tǒng)中都可能會發(fā)生，所以在解決分布式電源安全接入方面，確保熔斷電量不會超壓，就要更換電源開關(guān)，甚至要更新全套電力設(shè)備，運行成本就會增加。

而對于變電所來說，分布式電源的接入同一個配點時可以采用多點式接入法，而不只從一個點入手，當某個點出現(xiàn)短路問題時，也需要更換設(shè)備，如果接入點過多就會導致所在區(qū)域的供電飽和，無法再接入新的分布式電源接口。

4 主動配電系統(tǒng)的可行性

分布式電源都以直接的方式接入配電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，也可以采用配合儲能組成微電網(wǎng)間接接入。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲能系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控和保護裝置、負荷等組合而成的小型配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)集合了發(fā)電、配送、使用等運行方式，是一個能夠自住控制，以保障和管理電能的智能系統(tǒng)，其有助于合理分配系統(tǒng)中分布的大規(guī)?？稍偕茉吹挠行Ы尤?。

今后配電系統(tǒng)的發(fā)展方向必須包括這些分布式電源的能量收集和分配，組成完整的新型電力交互，主動配電系統(tǒng)就是應這種需求而誕生的產(chǎn)品。

4.1 通信技術(shù)的可行性

配電系統(tǒng)的運行和管理中，需要使用信息和通信技術(shù)，在設(shè)備中利用ICT保障配電系統(tǒng)的可靠性和平衡性，大幅度提升電網(wǎng)系統(tǒng)的輸送和分配效率，穩(wěn)定系統(tǒng)的頻率，并對電壓和電流進行適當?shù)恼{(diào)控，這種信息和通信技術(shù)是配電系統(tǒng)的核心部分，ICT技術(shù)就是主動配電系統(tǒng)的關(guān)鍵，它可以采用集中、組合以及單一控制進行隨意控制。

4.2 主動配電系統(tǒng)的態(tài)勢感知和預警

主動配電系統(tǒng)的所包含多種復雜和系統(tǒng)的技術(shù)，其中有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：

①主動配電系統(tǒng)的不確定性建模技與分析技術(shù)；

②主動配電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)；

③主動配電系統(tǒng)的云計算技術(shù)與云平臺構(gòu)建；

④主動配電系統(tǒng)的自適應分層分布式智能控制技術(shù)；

⑤主動配電系統(tǒng)的互動化服務技術(shù)：多微網(wǎng)協(xié)同調(diào)度技術(shù)、用戶互動技術(shù)、滿足用戶差異化需求的主動調(diào)度技術(shù)。

這些技術(shù)都保障了主動配電系統(tǒng)的正常和合理運行，在這里就不一一展開闡述，只有實現(xiàn)這些技術(shù)的運用和構(gòu)建，才能使得主動配電系統(tǒng)的建立達到可行。面對不同的用戶和地方，就要有相應的應對措施和技術(shù)，才能有效的實現(xiàn)電能的配送和使用。

5 結(jié) 語

綜上所述，在未來的城市用電系統(tǒng)的發(fā)展中，主動配電系統(tǒng)的應用范圍更加明確和廣泛，其所涵蓋的層次和內(nèi)容豐富，主動配電系統(tǒng)更適應時代的發(fā)展和智能技術(shù)的要求，在秉承服務用戶和節(jié)約能源的理念下，進一步深化可持續(xù)發(fā)展的改革。

而主動配電系統(tǒng)也面臨著許多的考驗，如在信息系統(tǒng)的防護和用戶的隱私等實際問題。因此，在國家提供相關(guān)的政策、技術(shù)和資金的支持上，供需雙方共同參與和管理好用電設(shè)施，比如對負荷管理、用電能力、發(fā)電管控等等，讓社會的電力發(fā)展在供需雙方的努力下不只停留在買賣關(guān)系上，更建立起一對雙方互惠互利和互相考慮的合作伙伴，營造合理的電力市場環(huán)境。

在今后的研究工作中，在重點執(zhí)行好分布式能源的接入問題，考慮周全并且發(fā)揮其作用，為了使配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，必須要依靠先進技術(shù)改進，引進設(shè)備，加強對主動配電系統(tǒng)的研發(fā)，這也符合目前配電網(wǎng)工程改造的趨勢，還要抓住時機突破，促使我國電力系統(tǒng)的高效、合理發(fā)展。

參考文獻：

[1] 范明天，張祖平，蘇傲雪.主動配電系統(tǒng)可行性研究[J].中國電機工程學 報，2013，33（22）：12-18.

[2] 徐丙垠，李天友，薛永端.主動配電網(wǎng)還是有源配電網(wǎng)[J].供用電，2014

（1）：18-20.