主動配電系統(tǒng)可行技術研究

何俊

摘要：在科學發(fā)展的今天，技術爆發(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。

關鍵詞：主動配電系統(tǒng);可行性;技術研究

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設施所組成，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

如今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)電設備機組中，對電網(wǎng)中電力的質量和穩(wěn)定性缺乏關心力度，導致現(xiàn)有的許多配電設施設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。其技術難度較低，操作簡單，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡覆蓋面廣，輻射狀發(fā)散于各個方向，多使用自動化電力設備，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)?？刂?，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)則設計，只要確保正常運行，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的設計和運行模式簡單。

而主動配電系統(tǒng)技術更加細膩和周詳，雖然系統(tǒng)設計要比傳統(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問題

電力配電設備都有額定功率，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，因此電壓質量也可能會出現(xiàn)影響。

3.3 短路電流和應對設備的選擇問題

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，甚至要更新全套電力設備，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)的可行技術

4.1 通信技術

現(xiàn)階段全球使用的通信技術主要分為無線通信技術和有線通信技術，盡管各個公司所使用的通信技術千差萬別，但是能夠看出幾乎沒有公司會采用DER遙控通訊，能夠對低壓網(wǎng)絡進行控制的公司更是少之又少，而在配電系統(tǒng)中，主要采用信息和通訊技術設備即ICT技術進行主動管控，事實證明，在使用ICT技術之后，配電系統(tǒng)無論是在安全性、穩(wěn)定性還是可靠性上均獲得了不同程度的提升，不僅如此，ICT技術還能夠全面提升配電系統(tǒng)的效率已經(jīng)平衡頻率，與此同時能夠控制和調節(jié)整個配電系統(tǒng)的電壓與潮流，由此我們可以看出，ICT技術可以被看作是主動配電系統(tǒng)中的可行技術，在ICT技術下的主動控制除了能夠通過集中控制和組合控制之外，還能夠以點對點的控制模式達到這一目的。

4.2 電子設備

當然，除了最主要的通信技術之外，現(xiàn)階段的主動配電系統(tǒng)中的可行技術還包括三個方面，分別是硬件設備、監(jiān)測控制以及網(wǎng)絡運行，其中的電力電子設備也就是智能電子設備、通信媒介設備、分布式儲能、電池能量管理等等均可以實現(xiàn)對分布式發(fā)電以及可控電荷進行主動控制和調節(jié)，同時完成分布式能源接入的轉換，諧波補償、無功補償?shù)鹊?，平衡發(fā)電以及負荷可以采用可控儲能，而DER以及優(yōu)化運行負荷則能夠保障回報率最大化。

4.3 ICT技術

電力系統(tǒng)中所有信息的運算、處理以及分配和存儲等功能都需要依靠ICT技術才能夠得以實現(xiàn)，除此之外，可控設備與控制單元之間進行傳送信息包括控制發(fā)電與負荷、合理預測發(fā)電以及電價，甚至是電力體統(tǒng)的網(wǎng)絡重構和助攻補償?shù)鹊榷加匈囉贗CT技術得以實現(xiàn)，由此可見主動配電系統(tǒng)的可行技術還應該包括ICT技術。

4.4 監(jiān)測預測

所謂的監(jiān)測和預測，其實就是為了能夠有效保障電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行，而全面檢測各種網(wǎng)絡參數(shù)，真實的電力系統(tǒng)運行情況并且對電價與發(fā)電、峰值電流與負荷以及峰值電壓等數(shù)據(jù)信息進行合理的預測，因此我們也將監(jiān)測和預測歸納為主動配電系統(tǒng)的可行技術領域當中。

4.5 運行控制

分布式控制和需求側管理是現(xiàn)階段配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的主要管理模式，而運行和控制其實就是指微電網(wǎng)或是饋線能夠在孤島運行條件下進行管控，除此以外，潮流管理、自動電壓控制、動態(tài)線路荷載水平等也都是運行和控制的涉及范圍。

4.6 規(guī)劃設計

主動配電系統(tǒng)要求在進行配電網(wǎng)規(guī)劃設計時需要充分考慮在實際運行狀況中存在的各種不確定因素，特別是在面對解決高滲透率分布式能源接入問題時，需要進行充分的考量，而不是將其簡單看作是新能源形式接入和一種儲能設備，這也是主動配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)被動配電系統(tǒng)相區(qū)別的地方。

5 結語

主動配電系統(tǒng)能夠有效簡化配電網(wǎng)的規(guī)劃和控制，而使用主動配電系統(tǒng)的電網(wǎng)也能夠有效保障電力網(wǎng)絡的安全性和可靠性。

參考文獻

[1]薛濤.淺談主動配電系統(tǒng)功能和作用[J].機械與電子，2010

[2]梁植棟.談現(xiàn)代配電面臨的問題及發(fā)展[J].廣東科技，2011，

（作者單位：國網(wǎng)湖北省電力有限公司遠安縣供電公司）