主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行中的重要問題

沈珂

摘 要：新時(shí)期，伴隨不可再生能源的日漸枯竭，以及科技水平的不斷提升，配電系統(tǒng)正面臨著重大變革，主動(dòng)配電系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)配電結(jié)構(gòu)，為分布式能源接入提供可能。本文將從主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)劃與控制兩方面加強(qiáng)研究，分析系統(tǒng)運(yùn)行中的重要問題以及關(guān)鍵技術(shù)，并探究主動(dòng)配電系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，以供同行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：分布式電能；主動(dòng)配電系統(tǒng)；運(yùn)行規(guī)劃；運(yùn)行控制；發(fā)展趨勢(shì)

1 主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)劃

1.1 系統(tǒng)高級(jí)建模的規(guī)劃分析

較傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃有所差異，主動(dòng)配電系統(tǒng)可在規(guī)劃階段對(duì)運(yùn)行因素進(jìn)行分析，以高級(jí)建模獲得各因素之間存在的關(guān)聯(lián)，利用大數(shù)據(jù)求解運(yùn)行問題的有效解決方案。主動(dòng)配電系統(tǒng)中由于負(fù)荷將受到更多的因素影響，比如說(shuō)需求側(cè)響應(yīng)、動(dòng)態(tài)電價(jià)機(jī)制等，為此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)分布式電源出力的研究，通過建立高級(jí)模型分析電源與負(fù)荷之間的關(guān)系，促使配電網(wǎng)規(guī)劃更加精細(xì)。高級(jí)模型的構(gòu)建，能夠在規(guī)劃階段就完成對(duì)掌握各影響因素之間的關(guān)聯(lián)，并依賴于時(shí)間因素，實(shí)現(xiàn)模型的轉(zhuǎn)變，常見的便是特定時(shí)間模型轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間序列模型。

1.2 系統(tǒng)運(yùn)行過程的規(guī)劃問題

大規(guī)模接入分布式電源是主動(dòng)配電系統(tǒng)的首要特征，基于分布式電源出力的不確定性，配電網(wǎng)電力單項(xiàng)流動(dòng)特性發(fā)生改變，需要加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程的規(guī)劃，避免運(yùn)行過程中發(fā)生較大問題。與此同時(shí)，主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃還需考慮市場(chǎng)因素，分析電價(jià)機(jī)制以及市場(chǎng)監(jiān)管等，將區(qū)域內(nèi)可再生能源綜合規(guī)劃，構(gòu)建正確的規(guī)劃評(píng)估系統(tǒng)，重視運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)，控制運(yùn)行中重大問題發(fā)生，從而保證分布式電源高效接入。

1.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)劃配置

主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃中儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用問題備受關(guān)注，引入儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅可以有效地抑制負(fù)荷波動(dòng)，更可提升分布式電源的接入效率，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定，促使高滲透可再生能源的高效利用。但是，儲(chǔ)能裝置投入需要大量的資金成本，很大程度上阻礙了儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，致使目前為止主動(dòng)配電系統(tǒng)中儲(chǔ)能效果不佳?；诖耍瑢?duì)主動(dòng)配電系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化會(huì)放在重要位置，將依據(jù)系統(tǒng)的放電特性、電網(wǎng)可靠性等約束條件，綜合分析網(wǎng)絡(luò)損耗、電費(fèi)差價(jià)、投資收益等多方面經(jīng)濟(jì)因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置。

1.4 智能建筑的能源集成規(guī)劃

伴隨綠色建筑的不斷增多，分布式電源日漸接入到智能建筑的集能系統(tǒng)，致使建筑的能源集成系統(tǒng)愈加復(fù)雜，從而增大主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜程度，加大系統(tǒng)運(yùn)行控制難度。要實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能與可再生能源的相互結(jié)合，加強(qiáng)智能建筑的能源集成規(guī)劃刻不容緩，需從能源接入、負(fù)荷、儲(chǔ)能3個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，最終降低建筑能源的損耗。

2 主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行控制

2.1 無(wú)功電壓優(yōu)化控制

傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)采用的是無(wú)功電壓控制，但是隨著分布式電源的接入，配電系統(tǒng)面臨改變，原有的無(wú)功電壓控制不再適用，需要對(duì)控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。無(wú)功電壓控制技術(shù)的優(yōu)化，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：首先，綜合考慮分布式發(fā)電的變化規(guī)律，以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓厔?shì)，以獲得需求側(cè)資源在短期或者超短期的表現(xiàn)特征。其次，優(yōu)化選擇全電壓等級(jí)的無(wú)功資源，保證配網(wǎng)中無(wú)功潮流能夠達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。最后，調(diào)壓變壓器接頭位置的調(diào)整，主要調(diào)節(jié)低壓側(cè)或者高壓側(cè)的接入，從而保證分布式電源接入能夠在穩(wěn)定的電壓水平下進(jìn)行。

2.2 在線實(shí)時(shí)跟蹤控制

基于主動(dòng)配電系統(tǒng)的多分布式電源特征，電源的電氣量量測(cè)面臨重要挑戰(zhàn)，致使無(wú)法準(zhǔn)確地獲得電源出力與負(fù)荷信息?；诖?，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)在線量測(cè)技術(shù)進(jìn)行更新，運(yùn)用態(tài)勢(shì)感知技術(shù)，將測(cè)量單元（同步與綜合兩類）、智能電表等獲得的信息進(jìn)行整合，并利用多種時(shí)空尺度對(duì)電源進(jìn)行在線量測(cè)。借助態(tài)勢(shì)感知技術(shù)，對(duì)分布式電源進(jìn)行在線實(shí)時(shí)跟蹤，從而控制配電網(wǎng)的運(yùn)行安全，提升配電網(wǎng)管理質(zhì)量。

2.3 源網(wǎng)荷的綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化控制

目前，分布式電源的接入仍存在較多的問題，致使配電網(wǎng)運(yùn)行中很多因素難以有效控制，最終影響可再生能源的高效利用?；诖?，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)源網(wǎng)荷的綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的需求管理特性，對(duì)分布式電源接入相關(guān)聯(lián)的因素綜合分析，比如說(shuō)多時(shí)間尺度互補(bǔ)特性、負(fù)荷預(yù)測(cè)、電價(jià)變動(dòng)、氣象預(yù)測(cè)等等，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)、分布式電源接入等的優(yōu)化，保證滿足供電安全與質(zhì)量，促使柔性負(fù)荷發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，并提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的吞吐能力，最終滿足分布式電源的就地接納。

2.4 仿真分析控制

分布式電源接入與運(yùn)用，其較大的滲透率加大了故障檢測(cè)難度，以及故障發(fā)生后的檢修難度，為此應(yīng)針對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)減少故障發(fā)生，并采用仿真分析技術(shù)為配電系統(tǒng)運(yùn)行提供自愈策略。所謂仿真分析控制，就是借助智能技術(shù)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行控制，由系統(tǒng)完成仿真分析，快速找出故障位置、分析故障發(fā)生的原因，并生成相關(guān)的控制策略，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全、高效。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，運(yùn)行規(guī)劃與控制是主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行中的兩項(xiàng)重要問題，其中運(yùn)行規(guī)劃可從四方面進(jìn)行，分別為系統(tǒng)高級(jí)建模規(guī)劃、系統(tǒng)運(yùn)行過程規(guī)劃、儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)劃、智能建筑的能源集成規(guī)劃等。系統(tǒng)的運(yùn)行控制則分別包含無(wú)功電壓優(yōu)化控制、在線實(shí)時(shí)跟蹤控制、源網(wǎng)荷的綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化控制、仿真分析控制等。主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行中通過加強(qiáng)對(duì)兩項(xiàng)問題的研究與實(shí)踐管理，有效地保證了配電網(wǎng)安全運(yùn)行，提升了新能源的有效利用率。

參考文獻(xiàn)

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[2]王守相，葛磊蛟.主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行與控制關(guān)鍵技術(shù)[J].電力建設(shè)，2015，36（1）：85-90.

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕尾供電局）