淺談基于電氣關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的虛擬微電網(wǎng)劃分方法

陟昌春

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江 大慶 163714）

由于智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)研究的發(fā)展，可再生能源生產(chǎn)和儲能裝置將繼續(xù)接入電網(wǎng)。傳統(tǒng)的分銷網(wǎng)絡(luò)面臨著更加復(fù)雜和互動的服務(wù)。因此，發(fā)展具有靈活性、可追溯性和可控性的智能配電網(wǎng)已成為共識和趨勢。

1 虛擬微電網(wǎng)的實施框架（如圖1）

圖1 虛擬微電網(wǎng)實施框架示意圖

對于物理層，根據(jù)特定的優(yōu)化目標(biāo)將其劃分為若干子區(qū)域。不同的分區(qū)域交叉口配有一個扇形道岔，能夠控制社區(qū)區(qū)域和社區(qū)之間的分離，使虛擬微網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)或運行。隨著軟交換技術(shù)的不斷發(fā)展和實施，軟交換的靈活性合并。如果SOP安裝在虛擬微網(wǎng)邊界，可以提供靈活性，創(chuàng)造快速準(zhǔn)確的電源開關(guān)控制和流量優(yōu)化曲線奇跡。虛擬的微網(wǎng)本身可以成為智能配電網(wǎng)靈活互聯(lián)的有效途徑待處理。如果將其他能源進(jìn)一步集成到虛擬微網(wǎng)絡(luò)中，則可配備本地能源網(wǎng)絡(luò)按本地能量通過互聯(lián)，這可以成為在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)能源的有效途徑。

2 虛擬微網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個階段

一個完整的虛擬微網(wǎng)需要分布式發(fā)電、儲能等資源。為了實現(xiàn)主動控制，虛擬微網(wǎng)必須靈活地集成這些資源虛擬電源管理。然而，微網(wǎng)絡(luò)不會一蹴而就，特別是分布式生產(chǎn)和其他資源的可用性是漸進(jìn)的進(jìn)化過程。影響母線和配電網(wǎng)配置的因素有兩個，即拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；配電網(wǎng)中儲能和其他資源的具體配置和分配，包括位置、類型、功率等。

從目前的情況來看，因素一是一個被動因素，因為已經(jīng)這樣做了，必須在沒有重大投資和網(wǎng)絡(luò)的情況下被動采用沒有更新。大多數(shù)傳統(tǒng)的分銷網(wǎng)絡(luò)沒有大量的資源，如分布式生產(chǎn)，因此，因素二是一個積極的優(yōu)化因素，根據(jù)無源因素和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，劃分具有強(qiáng)內(nèi)部逼近能力的區(qū)域，確定虛擬微網(wǎng)絡(luò)極限。然后引入積極因素，以優(yōu)化分配資源的分配，協(xié)調(diào)和避免主動因素和被動因素之間的沖突和混淆。

3 案例分析

為了驗證改進(jìn)的Newman劃分算法是否適用于虛擬微網(wǎng)配電網(wǎng)的分布和定義，本文選取ieee33節(jié)點配電網(wǎng)和94節(jié)點配電網(wǎng)為例，西達(dá)電氣網(wǎng)絡(luò)傳輸線的電阻比反應(yīng)性小得多，所以本文只考慮了在計算過程中反應(yīng)的影響。對于傳輸線電壓水平，最大傳輸容量通常取決于材料、導(dǎo)線直徑和其他因素，因此，在分析示例時假設(shè)，所有輸電線路的最大輸電能力相同，討論了輸電能力對虛擬微網(wǎng)劃分結(jié)果的影響。

3.1 示例1

根據(jù)計算結(jié)果、功率相關(guān)強(qiáng)度和改進(jìn)的Newman劃分算法，不同劃分方法對應(yīng)的Q值如圖2所示。如果虛擬微網(wǎng)數(shù)為7，則最大QE值為0.7141。這一結(jié)果表明，在這種分區(qū)模式下，每個虛擬微網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部節(jié)點之間的電連接最近，相應(yīng)的分區(qū)結(jié)果如圖2所示。

圖2 IEEE 33節(jié)點配電網(wǎng)中不同虛擬微電網(wǎng)劃分對應(yīng)的Qe

3.2 算例2

將改進(jìn)的Newman劃分算法應(yīng)用于94節(jié)點配電網(wǎng)電性相關(guān)強(qiáng)度，結(jié)果如圖3所示，當(dāng)虛擬微網(wǎng)數(shù)為12時，最大QE為0.8354?？梢源_保虛擬微網(wǎng)絡(luò)vm4和vm5之間的電氣連接相對較弱。

圖3 IEEE 33節(jié)點配電網(wǎng)的虛擬微電網(wǎng)分區(qū)結(jié)果

為分析輸電能力對電網(wǎng)強(qiáng)度和微網(wǎng)劃分結(jié)果的影響，將5-6母線聯(lián)絡(luò)線的最大輸電能力（l5-6）由0.99MVA修改為99-MVA。因為所有線路的最大傳輸容量相同，l5-6線路的響應(yīng)率較高，在Vm1和vm2之間極限值。l5-6線的最大傳輸容量是可變的，虛擬微網(wǎng)劃分的結(jié)果如圖A3 A所示附錄.As畫A3，限制線l5-6至L4-5的Vm1和vm2。在這種情況下，采用電氣連接強(qiáng)度較弱的線L4-5更合理，其中極限是一個虛擬的微網(wǎng)絡(luò)，劃分結(jié)果也符合最大功率傳輸?shù)墓蚕碓瓌t。

圖4 94節(jié)點配電網(wǎng)不同虛擬微電網(wǎng)個數(shù)對應(yīng)的Qe

根據(jù)虛擬微網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個階段，基于電相關(guān)的虛擬微網(wǎng)絡(luò)共享方法，解決了第一階段邊界的劃分問題問題。另一個解決資源優(yōu)化利用問題。在一個階段劃分的虛擬微網(wǎng)絡(luò)邊界應(yīng)固定為一個限制條件。在每個定義的虛擬微網(wǎng)絡(luò)邊界內(nèi)，有必要解決如何優(yōu)化分布式發(fā)電和儲能資源的使用，包括其類型、能力和位置。旨在優(yōu)化虛擬微網(wǎng)絡(luò)使用的特性或經(jīng)濟(jì)特性財產(chǎn)。利用多智能體和raft智能技術(shù)相結(jié)合，研究如何在虛擬微電網(wǎng)中實現(xiàn)配電網(wǎng)形式的有功能量管理，以及如何更好地吸收可再生能源。

4 結(jié)語

雖然智能配電網(wǎng)已成為智能電網(wǎng)發(fā)展的中心問題，然而對于許多大型的傳統(tǒng)配電網(wǎng)來說，智能化改造很難奏效。意識到虛擬的微網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)帶來了新的網(wǎng)絡(luò)想法。然而，執(zhí)行和發(fā)展戰(zhàn)略缺乏深度辨論。延長根據(jù)CPS，本文提出了一個虛擬的將討論微網(wǎng)的實施框架及其三階段發(fā)展，以及微網(wǎng)的一些獨特技術(shù)問題和可能的解決方案，為微網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

此外，本文還結(jié)合現(xiàn)有傳統(tǒng)配電網(wǎng)的實際情況及其長遠(yuǎn)目標(biāo)，考慮了第一階段虛擬微網(wǎng)建設(shè)的主要問題綜合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析方法和基于結(jié)構(gòu)分析的虛擬微網(wǎng)自動標(biāo)定方法。模擬結(jié)果表明，該方法靈活、高效、合理。其他算法的結(jié)果表明，它更符合構(gòu)建虛擬微波的目標(biāo)。未來進(jìn)一步探索通過虛擬微網(wǎng)實現(xiàn)分布式發(fā)電和儲能資源的優(yōu)化配置，在指定的虛擬微網(wǎng)的不確定性和靈活性之間實現(xiàn)局部平衡，并進(jìn)一步探索多個虛擬微網(wǎng)互連和協(xié)調(diào)運行的關(guān)鍵技術(shù)。