綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系研究

茹琦

摘? ?要：隨著科學技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，人們對新能源的不斷探索與發(fā)掘，近年來的各類綜合能源例如光伏等普遍得到了迅速的發(fā)展，為確保綜合能源在電力系統(tǒng)中能夠得到充分的利用，綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系的研究工作也在不斷被重視和強化。本文主要針對綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系進行研究，首先對電網(wǎng)管控技術(shù)體系進行了介紹，然后對管控技術(shù)體系的主要功能要求進行了分析，接著對管控技術(shù)體系的基本設計方法進行了探討，最后簡單說明了綜合能源對管控體系的相關(guān)影響。

關(guān)鍵詞：綜合能源? 接入? 電網(wǎng)? 管控技術(shù)

中圖分類號：TM761? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0026-02

1? 電網(wǎng)管控技術(shù)體系概述

近幾年來，隨著生活水平的不斷提高，人們的用電需求也在不斷增長，因此不斷增加了電力系統(tǒng)的用電負荷，使輸電容量不斷呈現(xiàn)了增多的趨勢。隨著用戶對靈活性、可靠性、安全性及多樣性等方面供電要求的不斷提高，研究人員也逐漸加大了對綜合能源及電網(wǎng)管控技術(shù)的利用與重視，電網(wǎng)管控技術(shù)體系也應運而生[1]。

1.1 電網(wǎng)管控技術(shù)體系的定義

電網(wǎng)管控技術(shù)體系綜合了發(fā)電、配電及用電等多種功能，是一個可以完成自治活動的能源技術(shù)競爭系統(tǒng)，有著較高的社會效益、技術(shù)效益以及經(jīng)濟效益。電網(wǎng)管控技術(shù)體系主要包括直流電網(wǎng)、交流電網(wǎng)以及交直流電網(wǎng)管控。其中直流網(wǎng)絡構(gòu)架與負荷多樣性的發(fā)展趨勢更加符合當前需求，相較于交流電網(wǎng)來說具有高效率、低損耗以及操作簡單的特點，但該方式目前還處在初級研究階段，因此還需要進行長期的發(fā)展和推廣。交流電網(wǎng)中具有間歇性、隨機性以及雙向流動性等特點，因此其一般會面臨保護控制以及電能質(zhì)量等方面的問題。交直流混合電網(wǎng)中同時包括了交流母線和直流母線，可以直接對交流負荷或直流負荷進行供電，從而使換流問題得到了有效的解決，具有較高的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.2 電網(wǎng)管控技術(shù)體系的特點

電網(wǎng)管控技術(shù)體系是通過特殊的方式將儲能裝置、負荷單元和分布式電源等進行組合，從而形成相應的具有一定控制能力、保護能力及獨立管理能力的新型電力網(wǎng)絡系統(tǒng)。其主要特點包括以下幾方面：

（1）其在供能方面其具有多源低慣性的特點，該體系通過將低慣性電力電子裝置以及新能源發(fā)電技術(shù)作為中心，形成了一個具有多種狀態(tài)、維度以及約束的較為復雜的電力系統(tǒng)。（2）該系統(tǒng)在運行過程中具有多模式協(xié)調(diào)運行的特點，其中主要包括孤島以及并網(wǎng)這兩種模式，同時在運行過程中，還可以無縫地在兩種模式之間進行平滑切換，從而確保了整個系統(tǒng)的可控性以及靈活性。（3）電網(wǎng)管控技術(shù)體系還具有多級架構(gòu)靈活互動以及多模塊可以進行互補的特點，當該系統(tǒng)處在并網(wǎng)模式下時，可以使分布式電源、公共電網(wǎng)以及負荷的運行達到協(xié)調(diào)及一體化，同時還可以確保能夠高效利用相關(guān)的各種資源及能源。一旦電網(wǎng)意外出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)可以自主切換為相應的孤島模式，向敏感負電荷單獨進行供電，從而使用戶的用電需求能夠得到保障。

2? 管控技術(shù)體系的主要功能要求

管控平臺的出現(xiàn)確保了大量綜合能源的運行管理需要能夠得到相應的滿足，該方法通過配合有關(guān)的配電網(wǎng)自動化控制中心，從而使綜合數(shù)據(jù)在運行過程中的數(shù)據(jù)接入能夠被進行實時監(jiān)控。同時還能及時修正系統(tǒng)的負荷預測以及綜合能源的功率預測，具有多種多樣的功能從而使電網(wǎng)的運行及安全能夠得到一定的保障[2]。

2.1 運行分析應用方面

通常情況下，電網(wǎng)管控技術(shù)體系的主要業(yè)務包括幾類：（1）對電站、區(qū)域及全市的發(fā)電功率以及數(shù)值天氣預測，分析饋線、變電站的可接入容量以及修正相應的負荷預測。（2）對饋線、變電站、全網(wǎng)、區(qū)域、及綜合能源電站等展開監(jiān)視活動，且其內(nèi)容包括對氣象、負荷、滲透率以及發(fā)電量的監(jiān)視。（3）針對綜合能源的功率預測準確性、發(fā)電特性以及其發(fā)電效益進行分析。

2.2 運行管控服務方面

依據(jù)信息服務、管理服務以及綜合能源運行控制等多方面的需求來看，電網(wǎng)管控技術(shù)體系的主要功能包括幾類：（1）運行管控功能的內(nèi)容主要是群控功能、斷面安全協(xié)調(diào)控制功能、電壓無功管理功能以及斷面安全協(xié)調(diào)控制功能，能夠起到對綜合能源的監(jiān)視、記錄以及保護等作用。（2）管理服務功能的內(nèi)容主要是綜合能源的發(fā)電管理服務功能以及運行管理服務功能，能夠使電能的質(zhì)量及可靠性得到一定程度的提高。

3? 管控技術(shù)體系的基本設計方法

3.1 整體部署的設計

管控平臺的結(jié)構(gòu)形式主要表現(xiàn)為分層分布，嚴格依照了相關(guān)規(guī)定并結(jié)合了實際情況，使綜合能源能夠在供電局的管轄范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)接入、信息服務以及運行分析。同時還能預測其功率并進行運行管控等活動，對區(qū)域綜合能源的服務管控起到一定的支撐作用。此外，管控平臺還具備能夠進行遙信、遙測以及相關(guān)數(shù)據(jù)儲存等功能的服務器，能夠同時進行綜合能量狀態(tài)量數(shù)據(jù)及模擬量數(shù)據(jù)的采集活動，下發(fā)相關(guān)的遙調(diào)及遙控的命令，對歷史運行數(shù)據(jù)和電網(wǎng)模型的數(shù)據(jù)進行儲存，并且還可以對相應數(shù)據(jù)信息進行分析、展示以及發(fā)布[3]。

3.2 相關(guān)數(shù)據(jù)層的設計

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)層的主要構(gòu)成，相應數(shù)據(jù)在被應用前通常都要經(jīng)過先通過接收和抽取相應的數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過ETL工具或JAVA程序的分析與處理后進行入庫。其中內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的運作方式主要是使用輕量級的內(nèi)存庫redis對實時數(shù)據(jù)進行儲存，然后進行接口調(diào)用，最后展示相應的SVG數(shù)據(jù);而關(guān)系數(shù)據(jù)庫則主要利用mysql對歷史的數(shù)據(jù)進行儲存，緊接著則要執(zhí)行相應的指標任務，最后進行圖形報表的展示。

3.3 數(shù)據(jù)接口的設計

（1）管控平臺可以從電能量計量系統(tǒng)中通過利用中間數(shù)據(jù)庫的方式來對配電變壓器的有關(guān)數(shù)據(jù)進行獲取。（2）該平臺可以通過利用文件或中間數(shù)據(jù)庫的方式從配電自動化系統(tǒng)中獲得相關(guān)的網(wǎng)絡拓撲以及一次設備的相關(guān)參數(shù)等實時數(shù)據(jù)，并通過與配電自動化系統(tǒng)的交換，實現(xiàn)多種靜態(tài)參數(shù)的獲取。（3）管控平臺可以通過文件的方式從相應的負荷預測系統(tǒng)中獲得第二天的相關(guān)數(shù)據(jù)預測。

4? 綜合能源對管控體系的相關(guān)影響

綜合能源對管控系統(tǒng)影響分別表現(xiàn)在不同的方面，其中對變電站的影響主要包括兩點：（1）對母線電壓的主要影響，即通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與分析，可以明顯看出綜合能源的功率變化對變電站母線電壓產(chǎn)生了一定的影響。同時不難發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)天氣的突然變化也會對該地區(qū)的光伏總有功功率產(chǎn)生很大的影響。（2）對主變壓器運行的影響，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，天氣突變對母線電壓的影響作用也同樣適用于對主變壓器的運行狀態(tài)改變上，因此，通過對管控體系的科學利用能夠有效使電站的運行安全得到保證。

5? 結(jié)語

綜上所述，隨著國家電網(wǎng)的不斷發(fā)展壯大，相應電網(wǎng)事業(yè)的創(chuàng)新與改革活動也在不斷被推進，綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系便是其中一個例子，其應用不僅能夠使電力能源的利用效率得到大大的提高，同時還能使用戶的用電可靠、安全等方面的要求得到相應的滿足。因此，相關(guān)的工作人員更應該不斷加強對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)工作，不斷健全和完善相應的電網(wǎng)系統(tǒng)，從而使我國居民各方面的用電需求能夠得到有效的解決。

參考文獻

[1] 王成山，武震，李鵬.分布式電能儲存技術(shù)的應用前景與挑戰(zhàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（16）：1-8.

[2] 李玉梅，查曉明，劉飛.帶恒功率負荷的直流微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定控制策略[J].電力自動化設備，2014（8）：57-64.

[3] 周孝信，陳樹勇，魯宗相.電網(wǎng)和電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的回顧與展望——試論三代電網(wǎng)[J].中國電機工程學報，2013（22）：1-11.