主動配電系統可行技術研究

趙中研

摘 要：在網絡發達的今天，信息與通訊技術是互聯網時代的重要根源，應用高級設備來測量的主動配電系統已經能夠解決分布式能源接入問題，是智能電網發展的大前提。主動配電系統的發展是綠色經濟、低碳社會和可持續性發展的需要和前提，它保障了電網的高效、穩定和安全運行，促進電網經濟的進步，智能電網已經是現代社會中不可缺少的一部分。文章重點分析主動配電系統的重要性，對其可行性和發展方向進行探討，在經濟領域和相關技術方面進行研究，挖掘其在平衡配電層級之間的作用和意義。

關鍵詞：主動配電系統；可行技術；平衡配電

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0010-02

傳統的配電系統比較簡單和常見，是在復雜的網絡和龐大的數據之間進行交互，來應對不確定的配電負荷，以保證電力系統的穩定運行。但是，在科學發展的今天，技術爆發和發展勢頭迅猛，城市的電力需求也相應大，而電能損耗也增加。

而現代技術的進步，配電系統中的分布式能源的滲透率更多的決定和控制著電力負荷，在復雜的配電系統中規劃整體的經濟利益，影響著電網的分配模式，而配電系統也是整個電力系統的最后一環，直接關系到客戶的使用，因此對主動配電系統的管理方式有待改進和革新。

1 主動配電系統的概念和原理

配電系統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。而主動配電系統是充分利用配電網絡進行管理，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。

分布式能源在監管環境允許的范圍內，按照接入協議的規定，實現系統的全面操控，分布式能源是由分布式儲能、分布式發電和可控負荷所組成，其中的可控負荷同時擁有發電作用又具有消耗能力。傳統配電系統極少存在用戶端的電源，電能主要是由電網系統的電力局分配，電力配電系統的單位進行配送電能和收費。

2 傳統配電系統的現狀

現如今世界上許多國家的電力公司大多數都已經使用主動配電系統，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，其中受到監管和傳統配電方式的影響和制約。我國的電力企業長期以來過于注重發電的效率和產量，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和發電設備機組中，對電網中電力的質量和穩定性缺乏關心力度，導致現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、穩定性和安全性都存在隱患，特別是一些偏遠地區，仍然不能夠享受到正常的用電生活，與發達國家相比，更是有著很大的差距。

傳統的配電系統中，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，傳統配電系統的進展緩慢，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展成為可能。

3 主動配電系統的技術要求

隨著我國電能的消耗量逐年增加，而國內的發電方式主要是火力發電，對環境破壞的影響巨大，節約和合理分配電能被提上了可持續發展的重點項目。傳統的配電系統只是電能的搬運工，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，電力系統網絡覆蓋面廣，輻射狀發散于各個方向，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，傳統配電對網絡系統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模控制，對整個輻射范圍電力公司就能整體把控，不僅可以做到傳統配電系統所做的被動工作，更能迅速解決電流短路、設備情況和非正常運行狀態等問題的解決和反應。

3.1 配電系統的網絡規劃

按照傳統的被動式配電系統所運用的規劃，其更注重固定模式，按照網絡中的負荷預估最大值的方式，以得出配電系統的最小配電額度，并對可能出現的情況加以分析和規則設計，只要確保正常運行，傳統配電系統的設計和運行模式簡單。

而主動配電系統技術更加細膩和周詳，雖然系統設計要比傳統模式復雜和繁瑣，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，電壓的穩定和功率直接關系到其與無功電壓控制的模式，在傳統的被動式配電系統中無功電壓控制模式比較容易實現。而在主動配電系統接入分布式能源后，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、無功電流不穩定等問題，引起暫態電壓變化，由風電機組導致電壓保護誤導、畸變和閃變等情況的發生，因此電壓質量也可能會出現影響。

3.3 短路電流和應對設備的選擇問題

電路出現短路是很正常的現象，在任何電力系統中都可能會發生，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 主動配電系統的可行性

分布式電源都以直接的方式接入配電網絡和設備，也可以采用配合儲能組成微電網間接接入。微電網是由分布式電源、儲能系統、能量轉換裝置、監控和保護裝置、負荷等組合而成的小型配電系統，該系統集合了發電、配送、使用等運行方式，是一個能夠自住控制，以保障和管理電能的智能系統，其有助于合理分配系統中分布的大規模可再生能源的有效接入。

今后配電系統的發展方向必須包括這些分布式電源的能量收集和分配，組成完整的新型電力交互，主動配電系統就是應這種需求而誕生的產品。

4.1 通信技術的可行性

配電系統的運行和管理中，需要使用信息和通信技術，在設備中利用ICT保障配電系統的可靠性和平衡性，大幅度提升電網系統的輸送和分配效率，穩定系統的頻率，并對電壓和電流進行適當的調控，這種信息和通信技術是配電系統的核心部分，ICT技術就是主動配電系統的關鍵，它可以采用集中、組合以及單一控制進行隨意控制。

4.2 主動配電系統的態勢感知和預警

主動配電系統的所包含多種復雜和系統的技術，其中有以下幾個關鍵技術：

①主動配電系統的不確定性建模技與分析技術；

②主動配電系統的大數據分析技術；

③主動配電系統的云計算技術與云平臺構建；

④主動配電系統的自適應分層分布式智能控制技術；

⑤主動配電系統的互動化服務技術：多微網協同調度技術、用戶互動技術、滿足用戶差異化需求的主動調度技術。

這些技術都保障了主動配電系統的正常和合理運行，在這里就不一一展開闡述，只有實現這些技術的運用和構建，才能使得主動配電系統的建立達到可行。面對不同的用戶和地方，就要有相應的應對措施和技術，才能有效的實現電能的配送和使用。

5 結 語

綜上所述，在未來的城市用電系統的發展中，主動配電系統的應用范圍更加明確和廣泛，其所涵蓋的層次和內容豐富，主動配電系統更適應時代的發展和智能技術的要求，在秉承服務用戶和節約能源的理念下，進一步深化可持續發展的改革。

而主動配電系統也面臨著許多的考驗，如在信息系統的防護和用戶的隱私等實際問題。因此，在國家提供相關的政策、技術和資金的支持上，供需雙方共同參與和管理好用電設施，比如對負荷管理、用電能力、發電管控等等，讓社會的電力發展在供需雙方的努力下不只停留在買賣關系上，更建立起一對雙方互惠互利和互相考慮的合作伙伴，營造合理的電力市場環境。

在今后的研究工作中，在重點執行好分布式能源的接入問題，考慮周全并且發揮其作用，為了使配電網系統的安全與穩定，必須要依靠先進技術改進，引進設備，加強對主動配電系統的研發，這也符合目前配電網工程改造的趨勢，還要抓住時機突破，促使我國電力系統的高效、合理發展。

參考文獻：

[1] 范明天，張祖平，蘇傲雪.主動配電系統可行性研究[J].中國電機工程學 報，2013，33（22）：12-18.

[2] 徐丙垠，李天友，薛永端.主動配電網還是有源配電網[J].供用電，2014

（1）：18-20.