主動配電網(wǎng)建設(shè)條件及運行關(guān)鍵技術(shù)的研究

摘 要：配電網(wǎng)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，在電網(wǎng)安全運行，電能高效應(yīng)用下發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著我國智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，主動配電網(wǎng)技術(shù)得以興起與發(fā)展，成為促進電網(wǎng)智能化、綠色化發(fā)展的重要手段。本文從主動配電網(wǎng)相關(guān)概述出發(fā)，就主動配電網(wǎng)建設(shè)條件進行了分析，并聯(lián)系實際，探尋了主動配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中的關(guān)鍵技術(shù)，以期實現(xiàn)主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化建設(shè)與推廣。

關(guān)鍵詞：主配電網(wǎng)；配電網(wǎng)建設(shè)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TM732 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0096-02

引 言

主動配電網(wǎng)能夠通過應(yīng)用先進的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)等實現(xiàn)分布式資源的整合利用與一體化管控，從而滿足新時期電力事業(yè)智能化、綠色化發(fā)展需求，促進配電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。因此，在當(dāng)今高度重視能源節(jié)約，提倡電力事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、綠色發(fā)展的背景下，主動配電網(wǎng)將成為配電網(wǎng)發(fā)展的主流趨勢，基于此，有必要加強主動配電網(wǎng)建設(shè)條件及運行關(guān)鍵技術(shù)的研究，用以完善相關(guān)理論研究體系，為實踐工作的實施提供指導(dǎo)，促進主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣。

1 主動配電網(wǎng)

“主動配電網(wǎng)”（Active Distribution Network， ADN）這一概念是由CIGRE（International Conference on Large High Voltage Electric System， Conference International des Grands Reseaux Electriques，國際大電網(wǎng)會議）于2006年首次提出，即：“主動配電網(wǎng)是指能夠在靈動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下對不同區(qū)域內(nèi)的DER（distributed energy resource，分布式能源設(shè)備）進行主動管控的配電系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式發(fā)電、主動負(fù)荷與儲能系統(tǒng)運行的協(xié)調(diào)管控?！迸c此同時，隨著主動配電網(wǎng)研究的不斷深入，主動配電網(wǎng)定義得到進一步完善。即ICIGREC6.19（2009～2014年）提出的ADS規(guī)劃與優(yōu)化的研究報告將“主動配電網(wǎng)”定義為：主動配電網(wǎng)通過利用信息技術(shù)、通信技術(shù)、智能控制技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備，基于成本效益模型實現(xiàn)對現(xiàn)有資源，包括網(wǎng)絡(luò)資源、主動負(fù)荷資源、儲能資源等的充分利用，并通過擴容與主動控制進行分布式能源系統(tǒng)的組合協(xié)調(diào)，用以滿足配電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展與能源接入要求，實現(xiàn)間歇式能源的高效消納，降低系統(tǒng)能源損耗，提升配電網(wǎng)的可持續(xù)性[1]。相對于PDN（passive distribution network，被動配電網(wǎng)）而言，ADN以其所具有的間歇式能源消納性、分布式電源調(diào)度性、分布式電源監(jiān)控性，能夠有效降低配電網(wǎng)建設(shè)成本與規(guī)劃成本，提升系統(tǒng)運行性能，實現(xiàn)配電網(wǎng)質(zhì)量、安全、經(jīng)濟、品質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 主動配電網(wǎng)建設(shè)條件

主動配電網(wǎng)已經(jīng)成為新時期智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，隨著主動配電網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，國內(nèi)外相繼開展了眾多示范項目，如歐盟ADDERSS示范項目、GRID4EU歐盟以及國內(nèi)北京、貴州等地開展的“多源協(xié)同的主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項目。對“多源協(xié)同的主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項目進行歸納與總結(jié)，了解到主動配電網(wǎng)建設(shè)過程中需注重電源、電網(wǎng)、負(fù)荷等方面問題的綜合分析，具體如下：

（1）建設(shè)條件之“電源”：主動管控是主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要特征之一，側(cè)重于對分布發(fā)電、儲能、負(fù)荷等系統(tǒng)中的可控設(shè)備進行調(diào)度與監(jiān)控。對此，在構(gòu)建ADN系統(tǒng)時，建設(shè)區(qū)域應(yīng)具備較多的分布式電源，且電源需多點接入中低壓配電網(wǎng)中；分布式電源總滲透率應(yīng)達(dá)到20%以上，且電源具有較高的穩(wěn)定性與可控性，對控制設(shè)備調(diào)度命令進行及時響應(yīng)。

（2）建設(shè)條件之“電網(wǎng)”：由主動配電網(wǎng)定義可知，ADN系統(tǒng)存在與靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中、因此，在示范區(qū)選擇與建設(shè)過程中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)具備相對較高的靈活性，網(wǎng)絡(luò)線路之間能夠?qū)崿F(xiàn)有效聯(lián)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)中配電線路的自動化水平要求較高，能夠滿足規(guī)劃與改造需求；系統(tǒng)建設(shè)所在區(qū)域節(jié)點斷路器、負(fù)荷開關(guān)應(yīng)為三遙配置，增強設(shè)備應(yīng)用的實用性；ADN要想實現(xiàn)分布式電源調(diào)度與監(jiān)控作用的充分發(fā)揮，其通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備高可靠性，且支持多類型通信模式的應(yīng)用。

（3）建設(shè)條件之“負(fù)荷”：為實現(xiàn)電網(wǎng)功率波動的有效抑制，主動配電網(wǎng)建設(shè)過程中，其負(fù)荷條件應(yīng)具備較高的可控性。對此，示范區(qū)應(yīng)保證負(fù)荷類型的多元化與負(fù)荷的可調(diào)節(jié)。

3 主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)

就貴州某示范區(qū)而言，示范區(qū)建設(shè)過程中，ADN系統(tǒng)運行關(guān)鍵技術(shù)主要為“綜合規(guī)劃設(shè)計技術(shù)”與“多能源協(xié)同交互控制技術(shù)”，具體分析如下：

3.1 綜合規(guī)劃技術(shù)

示范區(qū)ADN運行過程中，為提升電力網(wǎng)絡(luò)改造的科學(xué)性、合理性，增強系統(tǒng)運行經(jīng)濟效益。采用綜合規(guī)劃技術(shù)進行系統(tǒng)運行裕度的科學(xué)配置，實現(xiàn)系統(tǒng)市場運行作用的強化，促進示范區(qū)電源、電網(wǎng)以及負(fù)荷關(guān)系的有機協(xié)調(diào)。在此過程中，對主動配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其性能進行綜合分析，探尋DG（distributed generation，分布式發(fā)電）、CL（controllable load，可控負(fù)荷）、冷熱電供電單元等因素接入ADN的優(yōu)化方法，尋找適合ADN的優(yōu)化算法[2]。與此同時，根據(jù)分區(qū)存在的差異性，結(jié)合ADN運行目標(biāo)，構(gòu)建多源協(xié)同與用戶互動的關(guān)聯(lián)模型，進行配電網(wǎng)絡(luò)科學(xué)規(guī)劃。此外，利用多時間尺度計算法進行規(guī)范方案評估，明確間歇式能源對方案的影響。

3.2 多能源系統(tǒng)交互控制技術(shù)

由于本文所研究的示范區(qū)具有能源類型多元化、建設(shè)條件良好等特征。對此，可應(yīng)用多能源系統(tǒng)交互控制技術(shù)進行能源一體化管控，提升能源利用率，增強系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)濟效益。在此過程中，需應(yīng)用ADN全局運行決策優(yōu)化管理技術(shù)進行分布式能源的綜合分析，探尋能源接入后電價差與線路損耗形成的經(jīng)濟效益，通過對比分析進行運行方案調(diào)整，提升網(wǎng)絡(luò)運行安全性、可靠性。與此同時，針對示范區(qū)存在的“間歇性能源出力波動較大”問題，設(shè)計采用協(xié)同交互控制技術(shù)（圖1）進行主動配電網(wǎng)中各種能源的一體化系統(tǒng)管控。該技術(shù)采用的是一種自上而下管控措施，高級控制中心能夠?qū)ο录壙刂魄闆r進行綜合管理。與此同時，各級控制單元能夠?qū)ψ陨碓陬I(lǐng)域中的控制目標(biāo)，結(jié)合實際情況進行管控。此外，在協(xié)同交互器作用下能夠優(yōu)先相應(yīng)上級下發(fā)的指令，聯(lián)系現(xiàn)場設(shè)備運行情況進行管控。為避免系統(tǒng)復(fù)雜邏輯對運行效果的影響，通過科學(xué)配置配電開關(guān)、配電終端之間的通信方式，確定最優(yōu)供電恢復(fù)途徑，進行故障處理。

4 結(jié) 論

總而言之，主動配電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的有效應(yīng)用可有效提升電力資源利用率，增強綠色能源兼容性，促進我國配電網(wǎng)更智能化、綠色化、自動化發(fā)展，是落實科學(xué)發(fā)展觀與電源結(jié)構(gòu)深化改革戰(zhàn)略要求的重要手段。因此，為促進主動配電網(wǎng)技術(shù)作用與功能的最大化發(fā)展，提升主動配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的科學(xué)水平，需對其建設(shè)條件與運行關(guān)鍵技術(shù)具有清晰的認(rèn)知與全面的掌握，在多方共同參與與合作下，做好能源狀況、改造規(guī)劃、工程效益等的分析，增強系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量與效率。

參考文獻

[1]陳 曄，王 舒，魏純曉，等.計及運行管理的主動配電網(wǎng)規(guī)劃研究綜述[J].供用電，2017，34（08）：39～46.

[2]劉 獻，張潤明，廖奉怡，陳雄常.主動配電網(wǎng)技術(shù)及要點分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（02）：242～243.

收稿日期：2018-7-19