主動配電網的能源管控研究與分析

宋康

摘 要：近幾年國家針對能源方面出臺了一系列政策，分布式間歇性電源不斷融入電網，這給電網帶來了巨大的挑戰，在能源的管理和控制上需要新的策略和方法，而主動配電網通過對其進行主動管理和協調控制，實現間歇式能源的有效消納。分布式電源通過互聯網智能的代替大電源，充分體現其優勢。本文將通過對主動配電網的能源的管理和控制進行詳細的研究和分析。

關鍵詞：主動配電網；能源管理控制；分布式能源；研究分析

1 主動配電網的概念

所謂的主動配電網是指內部具有分布式或分散式能源，具有控制和運行能力的配電網，能夠靈活的運用網絡技術和信息技術高效的控制管理電網。主動配電網是電網發展的高級階段，從被動電網到主動電網，在這個長期發展的過程中融合了能量流和信息流，隨著智能電網的不斷發展，信息和大數據顯得越來越重要，下面從圖中了解智能電網的發展過程，如圖1

主動配電網的出現促進新能源消納，使分布式電源和配電網相互備用，為用戶節約電費。

2 主動配電網的發展動態

歐盟FP6主導的ADINE工程，利用自動化、信息等技術實現對大規模的分布式電源接入配電網進行主動管理，如圖2

這個工程解決了被動配電網融入分布式電源出現的一系列問題，使我國的能源進入了智能時代，主動配電網可以通過大數據分析用戶的用電習慣，例如用戶何時看電視、用洗衣機等用電行為習慣，供電企業為用戶提供精準優質的服務。而且用戶還可以查詢選用周邊的分布式電源和電價，使得電力資源高效分配的同時降低用戶的使用電費。

2012年“主動配電網的間歇式能源消納及優化技術研究與應用”在廣東佛山三水區示范，示范區內實現了全面的光伏消納，用電可靠性高達99.99%，示范區的網絡結構圖如圖3

這個示范應用展示了主動配電網的技術內涵，實現間歇式能源的高效消納以及供電的可靠性，為我國主動配電網技術的發展提供了寶貴的經驗。

2014年“多源協同的主動配電網運行關鍵技術研究和示范”分別在佛山、貴陽、北京、廈門展開，如今廣東的示范區能夠自主的消納可再生能源，保證電網安全可靠運行。

3 主動配電網的能源管理和控制

3.1 主動配電網多能源協同交互控制技術

這種控制技術是針對能源模式較多的地區，例如可以利用風水發電、太陽能發電等多種模式，主動配電網需要對多種可分布式能源和負荷進行合理的優化控制，進而實現可再生能源的高效利用，下面詳細介紹4種管理技術：

3.1.1 主動配電網的全局運行決策優化管理技術

主動配電網的全局運行決策優化管理技術是以整個主動配電網為核心，考慮到配電網長期穩點的運行，考慮到能源的高效利用，考慮到用戶的用電習慣以及經濟利益，從整體上總觀全局，找到合理的配電運行方案，是全局運行決策優化管理技術實現的最終目的，例如多種分布式的能源水風陽光等多種類型，這些能源在發電的時候可能會受到氣候和環境的影響，同時還受到儲能系統和電網運行狀態的影響，因此這種技術是一種變化的約束控制技術，要綜合考慮各方面的因素，既要考慮其接入后產生的峰谷電價差與降低線路損耗兩方面所帶來的經濟效益，又要考慮用戶需求，因此這項技術是主動配電網控制技術的關鍵。

3.1.2 主動配電網的協同交互控制技術

所謂的協同交互控制技術是電源和用戶共同的決定配電網的運行狀態，分布是能源波動性較大，主動配電網很難精確的控制他的能源供給和儲備，因此區域內自治—區域間交互—全局協調的協同交互控制技術是解決主動配電網多分布式電源、多儲能、多控制設備協調運行有效手段。詳見圖4協同交互控制示意圖

3.1.3 主動配電網的負荷主動管理技術

主動配電網中間歇式能源的接入使得配電網的電壓出現波動，這嚴重影響可再生能源在配電網中的滲透，主動配電網的負荷主動管理技術是通過給需求側響應，來直接的控制負荷，來穩定電網中電壓，功率的波動，這種主動型的負荷控制技術，需要對不同區域不同類型的可控負荷進行主動的管理，在此基礎上通過對用戶信息的分析了解甚至管理，實現運行系統的遠程控制，達到主動配電網的源—網—荷協同優化的目的。

3.1.4 主動配電網的快速供電恢復技術

這種技術是在主動配電網出現故障時系統會通過分析處理選擇最優的供電路徑快速供電，在應對主動配電網系統中大量的可再生能源的接入，所導致的供電故障及自動回復供電的問題上，可以通過就地的方式解決，避免因為數據的大量冗余引起供電的可靠性下降，當然通過智能分布式故障處理邏輯，對配電開關設備或配電站配置的配電終端之間的相鄰通信，確定自身的動作邏輯，來回復供電是實現供電自動化的表現，雙重的回復供電方式保證了故障出現時用戶正常用電。

3.2 主動配電網的能源管理模式

3.2.1 主動配電網網側運行控制模式

主動配電網網側運行控制模式顧名思義是通過控制電網側的設備使供電穩定，例如控制儲能裝置、聯絡開關等來控制分布式電源的接入，進而穩定電壓，功率以及供電的穩定性。

3.2.2 主動配電網源-網雙側協調運行控制模式

這種模式是在網側運行控制模式失效的情況下，可以通過控制用戶的分布式電源控制系統，直接或間接的對用戶的分布式電源進行控制，進而保障配電網絡的正常運行。

3.2.3 源側運行控制模式

這種控制模式是在用戶使用分布式發電控制系統，或者自用自發的分布式電源并網時影響到電網的穩定運行或者電能質量超出標準數值，電網側通過控制并網開關來穩定電網運行。

4 結語

隨著環境問題日益嚴重，不可再生能源逐漸減少，主動配電網的能源管理和控制是未來能源系統的發展趨勢，主動配電網的能源管理和控制實現了間歇式能源的有效消納，能夠主動的控制分布式能源的接入、負荷、儲能系統，實現能源系統的自動化，希望本文的內容對于我國建設主動配電網有一定的參考價值。

參考文獻

[1]尤毅，劉東，于文鵬，等.主動配電網技術及其進展[J].電力系統自動化，2012，36（18）：11.

[2]李紅，趙楊，冷莉.主動配電網技術及其進展[J].中國科技信息，2014，（12）：191.

（作者單位：國電南瑞科技股份有限公司）