有源配電網(wǎng)中分布式電源接入與儲(chǔ)能配置

劉建偉，李學(xué)斌，劉曉鷗

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)天津電力設(shè)計(jì)院有限公司，天津市 河?xùn)|區(qū) 300180）

0 引言

含分布式電源的配電網(wǎng)，亦稱為有源配電網(wǎng)(active distribution network，ADN)[1-3]，作為分布式能源利用的主要手段，對(duì)緩解能源危機(jī)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)節(jié)能減排、調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差、改善電能質(zhì)量具有重要意義[4]。微網(wǎng)作為分布式電源接入電力系統(tǒng)的有效利用方式，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、多類型的新能源就地消納和即插即用，正在成為有源配電網(wǎng)的關(guān)鍵一環(huán)[5]。當(dāng)微網(wǎng)在配電網(wǎng)中大量存在并發(fā)展成多微網(wǎng)系統(tǒng)(微網(wǎng)群)后，可以通過尋求微網(wǎng)之間的連接方案，即合理構(gòu)建基于微網(wǎng)的有源配電網(wǎng)，來構(gòu)建新型有源智能配電網(wǎng)[6]。

隨著有源配電網(wǎng)理念的提出和示范項(xiàng)目的廣泛開展，有源配電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化配置與協(xié)同調(diào)度成為國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)[1-10]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在有源配電網(wǎng)系統(tǒng)的建模仿真和優(yōu)化控制方面進(jìn)行了諸多研究，但對(duì)于面向工程端的系統(tǒng)協(xié)調(diào)開發(fā)與整體方案設(shè)計(jì)研究還有待改善，亟須探索既符合國(guó)情又符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)方案與應(yīng)用研究，以便更好地促進(jìn)清潔能源就地消納與源配電網(wǎng)的良性發(fā)展。為此，本文從工程實(shí)際出發(fā)，充分借鑒現(xiàn)有研究結(jié)果，參考相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)，總結(jié)提煉有源配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，以期為有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。

1 有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容

確定有源配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是設(shè)計(jì)有源配電網(wǎng)的首要任務(wù)，現(xiàn)有的規(guī)程規(guī)范中少有這方面的闡述。因此，本文在研究現(xiàn)有有源配電網(wǎng)示范工程的基礎(chǔ)上，參考電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，歸納了有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，其中與常規(guī)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的差異如下：

1）系統(tǒng)一次。確定有源配電網(wǎng)中分布式電源和逆變器類型、裝機(jī)容量和遠(yuǎn)期規(guī)劃裝機(jī)容量，負(fù)荷類型、容量和遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)容量，儲(chǔ)能裝置類型、安裝容量和遠(yuǎn)期規(guī)劃容量；確定有源配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)，并進(jìn)行相應(yīng)電氣計(jì)算，對(duì)主要電氣設(shè)備選型提出要求。

2）系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置。根據(jù)系統(tǒng)一次有源配電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，提出系統(tǒng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置的配置原則方案，并且當(dāng)有源配電網(wǎng)不具備穩(wěn)定功率輸出的能力，接入系統(tǒng)時(shí)需提出防孤島檢測(cè)配置方案，給出防孤島與備自投裝置、自動(dòng)重合閘等自動(dòng)裝置配合的要求。

3）系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化。結(jié)合用戶需求，分析配置有源配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的必要性，對(duì)于需配置的工程，需確定能量管理系統(tǒng)的配置方案，包括能量管理系統(tǒng)的功能、風(fēng)功率、光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，以及系統(tǒng)信息上傳、命令下發(fā)的方式等。

1.2 方案設(shè)計(jì)的基本技術(shù)原則

有源配電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家頒布的工程建設(shè)強(qiáng)制性條文。本文在總結(jié)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，整理得出方案設(shè)計(jì)的基本技術(shù)原則如下：

1）電壓等級(jí)。有源配電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇應(yīng)按照安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的原則，根據(jù)有源配電網(wǎng)中分布式電源和負(fù)荷的容量、并網(wǎng)線路載流量、大電網(wǎng)中上級(jí)變壓器及線路可接納能力、地區(qū)配電網(wǎng)情況綜合比選后確定。

2）并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線導(dǎo)線截面。有源配電網(wǎng)并網(wǎng)線路導(dǎo)線截面選擇需根據(jù)所需交換的容量、并網(wǎng)電壓等級(jí)選取，并考慮有源配電網(wǎng)運(yùn)行控制策略的影響等因素；導(dǎo)線截面一般按持續(xù)極限輸送容量選擇。

3）開關(guān)設(shè)備。并網(wǎng)開關(guān)置于連接有源配電網(wǎng)與大電網(wǎng)間的公共連接點(diǎn)處。在發(fā)生大電網(wǎng)故障、電能質(zhì)量等事件時(shí)，靜態(tài)開關(guān)應(yīng)該能自動(dòng)地將有源配電網(wǎng)切換到孤島運(yùn)行狀態(tài)；此后，當(dāng)上述事件消失時(shí)，它也應(yīng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)有源配電網(wǎng)與大電網(wǎng)的重新連接。

4）繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置。有源配電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求，其技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》、DL/T 584—2017《3 kV～110 kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》和GB 50054—2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

5）有源配電網(wǎng)運(yùn)行控制。有源配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)配置頻率、電壓控制裝置，孤島內(nèi)出線電壓、頻率異常時(shí)，可對(duì)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制。

6）并離網(wǎng)切換。按照當(dāng)前有源配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展條件，先期推薦選用有縫切換方案，并具備試點(diǎn)開展無縫切換的試驗(yàn)，技術(shù)成熟時(shí)可實(shí)現(xiàn)進(jìn)行無縫切換。

7）電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)。有源配電網(wǎng)系統(tǒng)接入配電網(wǎng)需在公共連接點(diǎn)裝設(shè)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至上級(jí)運(yùn)行管理部門。

2 有源配電網(wǎng)容量?jī)?yōu)化配置方法

由有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以看出，在對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需確定有源配電網(wǎng)內(nèi)各分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型和容量，合理的容量規(guī)劃是保證有源配電網(wǎng)及大電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及提高清潔電源利用效率的基礎(chǔ)[11]。本文從工程實(shí)用角度出發(fā)，分析了電力系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)程規(guī)范，提出了優(yōu)化配置分布式電源和儲(chǔ)能容量的具體方法。

2.1 風(fēng)光資源數(shù)據(jù)的處理

風(fēng)速、光照強(qiáng)度和氣溫對(duì)風(fēng)機(jī)和光伏的出力至關(guān)重要，本文所述的容量?jī)?yōu)化配置方法的基礎(chǔ)為小時(shí)級(jí)風(fēng)光資源數(shù)據(jù)。然而在工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段很難獲取安裝地的小時(shí)級(jí)風(fēng)光資源歷史數(shù)據(jù)，大多數(shù)據(jù)為全年月均值，基于此，本次研究查閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，歸納總結(jié)了由風(fēng)速、光照強(qiáng)度月均值合成全年每小時(shí)風(fēng)速和光照強(qiáng)度的數(shù)學(xué)方法，解決了規(guī)劃設(shè)計(jì)階段獲取風(fēng)光資源數(shù)據(jù)的難題。

2.1.1 風(fēng)速數(shù)據(jù)的合成

大量研究[12-14]表明，風(fēng)速的數(shù)據(jù)與兩參數(shù)的威布爾分布最為接近。本研究也是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合成，利用反函數(shù)變換法和隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法來生成相應(yīng)的小時(shí)級(jí)風(fēng)速數(shù)據(jù)。

2.1.2 光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的合成

光照強(qiáng)度受日地天文關(guān)系的影響，以年為周期變化[15-17]。本研究在此基礎(chǔ)上根據(jù)光照強(qiáng)度月均值計(jì)算出月均晴朗系數(shù)，并利用經(jīng)驗(yàn)公式生成與月均晴朗系數(shù)相關(guān)的全年每小時(shí)晴朗系數(shù)，最后利用HDKR模型計(jì)算出傾斜面上可獲取的每小時(shí)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

2.2 優(yōu)化目標(biāo)及約束條件

2.2.1 經(jīng)濟(jì)性

對(duì)于有源配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，經(jīng)濟(jì)性是其考慮的首要問題，本文全面考慮了各分布式電源全壽命周期內(nèi)初始投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備替換費(fèi)用。同時(shí)研究了現(xiàn)有分布式電源運(yùn)行的相關(guān)政策，將政府的補(bǔ)貼作為輸入條件計(jì)入經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)之中。有源配電網(wǎng)的總成本現(xiàn)值表示為

式中：NDGj為第j個(gè)分布式電源的容量；PDGj為第j個(gè)分布式電源全壽命周期內(nèi)的成本現(xiàn)值；Cg為從配電網(wǎng)購(gòu)電的成本；Cs為有源配電網(wǎng)的發(fā)電補(bǔ)貼；K為有源配電網(wǎng)包含的分布式電源數(shù)量；FRF(i,N)為資金回收系數(shù)，其中i為年利率，N為工程壽命。

2.2.2 可靠性

保證對(duì)用戶供電的高可靠性是體現(xiàn)有源配電網(wǎng)優(yōu)越性的關(guān)鍵。本文引入有源配電網(wǎng)系統(tǒng)全年失負(fù)荷概率PALL來表征有源配電網(wǎng)的供電可靠性[18]：

式中：Ploss(t)為切除負(fù)荷功率；PL(t)為負(fù)荷在線功率。

2.2.3 可再生能源利用率

可再生能源利用率是反映有源配電網(wǎng)中分布式電源容量設(shè)計(jì)是否合理的指標(biāo)，本次研究也引入該指標(biāo)作為目標(biāo)參與優(yōu)化。有源配電網(wǎng)全年可再生能源利用率表示為

式中：Pwaste(t)為滿足有源配電網(wǎng)安全運(yùn)行而減少的光伏或風(fēng)機(jī)的出力；Ppv(t)為光伏可用出力；Pwt(t)為風(fēng)電可用出力。

2.2.4 分布式電源容量

由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件以及蓄電池等在安裝的過程中通常受到安裝場(chǎng)地的限制或用戶自身需求的影響，因此本文將各分布式電源容量的上下限作為輸入條件參與到優(yōu)化過程中。

2.2.5 儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠運(yùn)行

為保證有源配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，本文研究考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)在運(yùn)行過程的充放電功率限制、荷電狀態(tài)限制以及循環(huán)使用次數(shù)等約束[19-21]。

2.2.6 其他約束

本文分析了《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》《電能質(zhì)量——電壓波動(dòng)和閃變》《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》等相關(guān)規(guī)程規(guī)范，確定有源配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中考慮極限輸送功率、電壓損耗、電壓波動(dòng)以及有源配電網(wǎng)友好接入等約束。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 有源配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

有源配電網(wǎng)內(nèi)的電源包括分布式發(fā)電裝置和分布式儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置功率和配置容量需要根據(jù)有源配電網(wǎng)內(nèi)可再生能源的接入情況和負(fù)荷的變化情況設(shè)計(jì)[22]。根據(jù)分布式電源接入方式不同[23-25]，有源配電網(wǎng)有低壓用戶微網(wǎng)、配電支線微網(wǎng)、饋線級(jí)微網(wǎng)和變電站級(jí)微網(wǎng)4種模式。

3.1.1 低壓用戶微網(wǎng)模式

低壓用戶微網(wǎng)模式將分布式電源直接接入配電變壓器的0.4 kV側(cè)，由0.4 kV低壓負(fù)荷就地消耗，不允許向電網(wǎng)反送潮流，在并網(wǎng)點(diǎn)處裝設(shè)并網(wǎng)斷路器和逆功率保護(hù)。

該模式適用于規(guī)模適當(dāng)、供電可靠性要求較高的低壓0.4 kV用戶側(cè)，系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、光伏、儲(chǔ)能、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、家庭集群負(fù)荷等構(gòu)成，容量一般小于2 MW。低壓用戶微網(wǎng)模式如圖1所示。

圖1 低壓用戶微網(wǎng)模式示意圖Fig.1 Schematic diagram of low-voltage user microgrid mode

3.1.2 配電支線微網(wǎng)模式

配電支線微網(wǎng)模式將分布式電源接入配電變壓器0.4 kV側(cè)或配電支線上，由配電支線區(qū)域負(fù)荷就地消耗，最終通過斷路器接入配電主干。由于受分布式電源電力方向和大小的影響，需在并網(wǎng)點(diǎn)處調(diào)整常規(guī)保護(hù)配置。

該模式適用于容量中等、供電可靠性要求較高、用戶較為集中的配電區(qū)域，由10～110 kV配電支線和0.4 kV用戶2個(gè)層級(jí)組成，容量通常在2～5 MW。配電支線微網(wǎng)模式如圖2所示。

圖2 配電支線微網(wǎng)模式示意圖Fig.2 Schematic diagram of distribution branch line microgrid mode

3.1.3 饋線級(jí)微網(wǎng)及變電站級(jí)微網(wǎng)模式

有源配電網(wǎng)組網(wǎng)如圖3所示。饋線級(jí)微網(wǎng)由一條10～110 kV配電干線及其所帶的支線和0.4 kV用戶3個(gè)層級(jí)組成，最終通過斷路器接入變電站配電母線，容量通常在5～10 MW。變電站級(jí)微網(wǎng)由變電站所帶的多條饋線組成，容量通常大于10 MW。

圖3 有源配電網(wǎng)組網(wǎng)示意圖Fig.3 Schematic diagram of active distribution network

這2種模式適用于覆蓋范圍更廣、電能質(zhì)量影響較大的配電區(qū)域，隨著接入容量的增加，對(duì)配電自動(dòng)化控制和保護(hù)的要求更高、更復(fù)雜。

3.2 接入模式對(duì)比

分布式電源的接入對(duì)配電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，且不同的位置和容量產(chǎn)生的影響也會(huì)不同[26]。分布式電源接入時(shí)遵循“安全可靠、資源節(jié)約、運(yùn)行高效”的原則，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：首先，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的調(diào)峰能力、上級(jí)變電站或者線路的可接納能力等；其次，應(yīng)綜合考慮近期及遠(yuǎn)期裝機(jī)規(guī)模、配電網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃情況等因素；最后，還要考慮不同接入方式對(duì)電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行、管理維護(hù)難度等因素的影響。接入模式具體可分為集中接入和分散接入2種方式，其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 集中接入和分散接入對(duì)比Tab.1 Comparison between centralized access and decentralized access

3.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置

3.3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的定容原則

有源配電網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置時(shí)應(yīng)以需求為導(dǎo)向，考慮削峰填谷、跟蹤計(jì)劃出力、緊急支撐電源、需求響應(yīng)等典型應(yīng)用場(chǎng)景，按照綜合應(yīng)用需求進(jìn)行容量配置[27]。在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，可以通過建立全生命周期內(nèi)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，將儲(chǔ)能系統(tǒng)容量作為優(yōu)化變量，采用遺傳算法、粒子群算法等進(jìn)行優(yōu)化求解。在實(shí)際工程中，通常應(yīng)用針對(duì)分布式電源開發(fā)的規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，如美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室的HOMER和Hybrid2軟件。

3.3.2 基于風(fēng)/光功率及負(fù)荷預(yù)測(cè)的儲(chǔ)能容量配置

對(duì)于同時(shí)具有風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電接入的有源配電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖4所示，該模型包含風(fēng)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、本地負(fù)荷、燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、無功補(bǔ)償裝置，它們直接或間接地連接到升壓變壓器T的低壓側(cè)母線B0，通過(并網(wǎng)裝置)高壓側(cè)母線B1并入電網(wǎng)。

圖4 接入風(fēng)電和光伏的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)Fig.4 Typical structure of active distribution network system connected to wind power and photovoltaic

風(fēng)能、太陽能都屬于不可控電源，其并網(wǎng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)故障率及暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響；負(fù)荷的波動(dòng)性也會(huì)對(duì)系統(tǒng)故障率及暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，需要同時(shí)考慮三者隨機(jī)變化對(duì)儲(chǔ)能配置的影響。

首先統(tǒng)計(jì)有源配電網(wǎng)系統(tǒng)快速反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間tr，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)、光伏電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及負(fù)荷功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算在任意Δt時(shí)間段內(nèi)微電網(wǎng)系統(tǒng)的不平衡功率波動(dòng)ΔP(Δt≤tr)，考慮容量安全裕度系數(shù)η，則可計(jì)算該微電網(wǎng)系統(tǒng)的最小儲(chǔ)能容量配置w。含風(fēng)電場(chǎng)和光伏電場(chǎng)有源配電網(wǎng)儲(chǔ)能配置最小容量可表示為

式中：tj-ti≤Δt，j＞i；Pwti、Pwtj分別為Δt時(shí)間段內(nèi)時(shí)刻i、j風(fēng)力發(fā)電隨機(jī)出力；Ppvi、Ppvj分別為Δt時(shí)間段內(nèi)時(shí)刻i、j光伏發(fā)電隨機(jī)出力。

4 案例分析

為運(yùn)用新技術(shù)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，保護(hù)自然資源和生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化區(qū)域電源和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮分布式電源與儲(chǔ)能效能，國(guó)家電網(wǎng)以天津中新生態(tài)城為試點(diǎn)開展了智能電網(wǎng)示范工程。

4.1 總體架構(gòu)

天津中新生態(tài)城示范項(xiàng)目中，以微網(wǎng)的形式實(shí)現(xiàn)了冷/熱/電高效利用，具有了綜合能源的雛形。以能源站為核心，以動(dòng)漫園4棟樓的光伏發(fā)電系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)成了能源站+10 kV能源微網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷/熱/電的梯階高效利用。中新生態(tài)城能源供給方式如圖5所示。

圖5 中新天津生態(tài)城能源供給方式Fig.5 Energy supply method of China-Singapore Tianjin eco-city

生態(tài)城智能電網(wǎng)項(xiàng)目中，分布式電源項(xiàng)目主要考慮污水處理廠光伏、停車場(chǎng)光伏、園區(qū)三聯(lián)供機(jī)組、公路光伏、附近風(fēng)電等分布式電源的接入及部分分布式電源微網(wǎng)運(yùn)行方式，同時(shí)根據(jù)分布式電源特點(diǎn)合理配置儲(chǔ)能裝置[28]。中新天津生態(tài)城分布式電源接入方式如表2所示，多微網(wǎng)系統(tǒng)接線結(jié)構(gòu)如圖6所示。

表2 中新天津生態(tài)城分布式電源接入方式Tab.2 Distributed power supply access modes of China-Singapore Tianjin eco-city

圖6 區(qū)域多微網(wǎng)分布式能源接入形式Fig.6 Regional multi-micro grid distributed energy access form

4.2 效果分析

4.2.1 企業(yè)效益

分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入及微網(wǎng)運(yùn)行方式的引入具有巨大的企業(yè)效益，具體如下：

1）節(jié)約電網(wǎng)建設(shè)投資。分布式電源及儲(chǔ)能的合理接入可以降低峰荷時(shí)配電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)輸送容量的需求。電網(wǎng)公司在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)將分布式電源建設(shè)納入電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的內(nèi)容，可以利用微電網(wǎng)滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，減少相應(yīng)的輸配電建設(shè)投資，優(yōu)化電力公司的資產(chǎn)管理。

2）降低線路損耗。由于分布式電源及其配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置在負(fù)荷的附近，在送電過程中的電能損耗必然比通過遠(yuǎn)距離輸電輸送同等容量電能的損耗要小，因此分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理配置可以降低輸配電網(wǎng)的損耗。

3）提高供電可靠性。分布式電源及儲(chǔ)能以微網(wǎng)形式接入電網(wǎng)，可起到配電系統(tǒng)中備用電源的作用，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障，尤其是在電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障的情況下能夠支撐重要負(fù)荷，體現(xiàn)了智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)可靠、抵抗災(zāi)害的特征，是有源配電網(wǎng)綜合效益中非常重要的部分。

4.2.2 社會(huì)效益

天津市中新生態(tài)城規(guī)劃建設(shè)的智能電網(wǎng)綜合示范工程在環(huán)境保護(hù)、資源配置等方面具有重要的社會(huì)效益：

1）節(jié)約化石能源的消耗。分布式電源采用光伏發(fā)電、沼氣發(fā)電等可再生清潔能源，可以減少化石能源的消耗。

2）減少溫室氣體排放。光伏發(fā)電在電能生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生任何溫室氣體，而沼氣發(fā)電以生物質(zhì)為發(fā)電原料，與燃煤火電機(jī)組相比，能大大減少溫室氣體的排放。

5 結(jié)論

隨著分布式新能源的開發(fā)與利用，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”良性協(xié)調(diào)互動(dòng)，使得配電網(wǎng)勢(shì)必與分布式能源、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷間高效融合。研究有源配電網(wǎng)中分布式能源接入與儲(chǔ)能配置，對(duì)支撐有源配電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展具有十分重要的意義。從技術(shù)層面提出了有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的原則和一般方法，確定了有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容、分布式電源的設(shè)計(jì)原則以及有源配電網(wǎng)整體設(shè)計(jì)的技術(shù)原則，提出了分布式電源接入與儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置的一般方法，為有源配電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。有關(guān)結(jié)論如下：

1）有源配電網(wǎng)在系統(tǒng)一次、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化方面與常規(guī)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)存在差異，基本技術(shù)原則應(yīng)特別關(guān)注。

2）分布式電源和儲(chǔ)能容量的優(yōu)化配置是有源配電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)性、可靠性、可再生能源利用率、分布式電源容量限值、儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠運(yùn)行等方面進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化和條件約束。

3）分布式電源和儲(chǔ)能容量配置有源配電網(wǎng)系統(tǒng)接入方式有低壓微網(wǎng)模式、配電支線微網(wǎng)模式、饋線級(jí)微網(wǎng)和變電站級(jí)微網(wǎng)模式，相應(yīng)地，分布式電源接入可以采用分散接入、支線接入、專線接入等模式，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以采用基于風(fēng)/光功率及負(fù)荷預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行容量配置。

4）有源配電網(wǎng)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，具有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更堅(jiān)強(qiáng)、供電可靠性更高、消納新能源能力更強(qiáng)、擴(kuò)展靈活性更高和更易實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行有源配電網(wǎng)新型拓?fù)渑c相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，是今后的研究方向。