主動配電網技術發展趨勢論文

2021-02-08 論文

　　1主動配電網的構成及其特點

　　主動配電網主要由分布式電源、負荷、儲能系統及控制裝置組成（如圖1所示）。相比于大電網，主動式配電系統體現為一個可控單位，可以實現系統的自我控制、保護、管理等功能，充分補充了傳統配電網的不足。在ADN中，分布式電源（DistributionGeneration，DG）的接入改變了傳統配電網的潮流特性、供電結構等。傳統配網是由統一的供電電源實現功率的單一方向傳送，引入分布式電源后，功率實現了雙向流動，即在同一線路可能出現逆向潮流，從而電壓的分布規律也隨DG的接入發生變化。分布式電源的接入改善了傳統配網的運行方式，使電網可以更為高效、可靠地運行。這一方面緩解了化石燃料發電造成的環境污染，另一方面大大增加了電網備用容量，減少了電廠建設規模，進而減小電能傳輸損耗，同時DG還可在孤島運行的情況下繼續向重要負荷供電，提高了大電網的整體安全性。綜上，區別于傳統的被動型配網，主動式配網的主要特征體現在以下2個方面：

　　1）主動式配網有相當比例的分布式可控資源，未來電網發展中這種可控資源的比例還將繼續擴大；

　　2）電力電子設備的大量應用，使得主動式配網的網絡拓撲結構可以靈活調節，在建立實現協調優化管理的控制中心必不可缺，其可管可控水平將更為完善。總之，主動配電網的供電性能更加優越，供電可靠性大大提高，是應對現代配網新問題的有效途徑。

　　2主動配電網的關鍵技術

　　傳統配網中電力潮流服從單一方向流動，其系統結構和控制方式也都遵循能量的單向流動。但是主動配網中DG的接入和儲能技術的發展，讓這些分布式能源積極參與網絡運行的調度，使配電網朝著雙向化、智能化的方向發展。

　　2．1ADN的綜合規劃技術

　　傳統的配網規劃方法沒有考慮接入分布式電源后配網可能出現的問題，其所規劃的網絡過于陳舊，不能充分利用各項資產。高品質的主動配電網規劃必須綜合考慮傳統的一次網絡設備、新型的智能保護開斷設備、分布式能源（發電和儲能）、新型配電設備（電抗器／電容）和用于構成環網的新增配電線路／饋線的綜合影響。目前，針對ADN的規劃研究已取得不少突破，如綜合考慮可靠性、線損、投資成本及間歇性可再生能源不確定性的動態ADN規劃模型；基于進化算法并結合多場景分析，對不確定因素進行統一模型集成的規劃方法等。

　　2．2ADN的分層管理、分布調控技術

　　主動配電網的優勢主要體現在分布式能源對網絡運行調度的參與，而不是傳統配網的簡單連接。主動配電網的管理結構主要分為三層：首層采用就地控制策略，實現分布式電源、并聯電容器及保護裝置的快速控制；第二層采用微網、Cells等區域協調控制體系，主要負責協調區域內第一層控制裝置；第三層是主動式配電網管理系統的最高級，可以實現全局的最優控制。第三層是ADN的核心部分，其主要功能包括分布式電源的最優控制、潮流優化管理、電壓質量控制等。配電管理系統通過收集電網的開關狀態、網絡拓撲結構、分布式能源DG運行工況等實時網絡狀態信號，通過全局優化管理系統計算出滿足各項約束條件的有功功率及無功功率的最優化。第二層的'區域協調控制功能實現對首層和第三層的協調。

　　2．3ADN的運行控制技術

　　要想實現主動式配網的高品質運行，自動化孤島的有機集成和多重GIS系統是必不可少的技術基礎。主動式配網的運行控制離不開高度的信息集成。數據通信主要依靠分布式更新技術的支撐；服務平臺則依托面向ADN的高性能計算機技術，以滿足ADN運行所需的大數據處理要求；智能應用主要依靠基于AMI數據挖掘的時空負荷預測技術和基于物聯網的輸變配設備遠程診斷技術。ADN綜合利用這些技術，最終達成其高效運維優化的目的。

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