主動配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點及發(fā)展現(xiàn)狀

孔德超

摘 要：隨著分布式發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，大量分布式電源（Distributed Generator，DG）接入配電網(wǎng)，使傳統(tǒng)配電網(wǎng)逐步發(fā)展為主動配電網(wǎng)。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，主動配電網(wǎng)通過主動控制與管理，可以更好的實現(xiàn)對大規(guī)模DG的消納。本文介紹了主動配電網(wǎng)的產(chǎn)生，進(jìn)而總結(jié)了主動配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點及其發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：主動配電網(wǎng)；經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點；發(fā)展現(xiàn)狀

分布式發(fā)電是一種新興的發(fā)電技術(shù)，具有綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等特點。近年來，隨著越來越多的分布式電源接入，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，由單源網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展為多源網(wǎng)絡(luò)，潮流分布也變得更加復(fù)雜。

為了實現(xiàn)對DG更好的消納與控制，主動配電網(wǎng)應(yīng)運而生。主動配電網(wǎng)是指通過靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與信息通信來管理潮流，從而實現(xiàn)對分布式資源（如DG、柔性負(fù)載等）主動控制與管理的配電系統(tǒng)。

一、主動配電網(wǎng)的產(chǎn)生

傳統(tǒng)配電網(wǎng)由單一的系統(tǒng)側(cè)電源供電，其職能僅是被動的將上級電網(wǎng)輸送來的電能通過配電線路分配到各負(fù)荷處。隨著DG大規(guī)模使用，配電網(wǎng)已不再是單純負(fù)責(zé)分配電能的網(wǎng)絡(luò)，還將擔(dān)負(fù)起消納分布式發(fā)電及對DG進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的功能。這增加了傳統(tǒng)配電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，會造成系統(tǒng)運行安全可靠性下降，對電網(wǎng)長遠(yuǎn)發(fā)展十分不利[ 1 ]。

為了解決這一問題，國際大電網(wǎng)會議配電及分布式發(fā)電研究委員會（International Council on Large Electric Systems，CIGRE C6）對具有分布式能源接入的配電網(wǎng)進(jìn)行了一系列詳細(xì)研究。2008年，CIGRE C6委員會的C6.11工作組在所發(fā)表的《主動配電網(wǎng)的發(fā)展與運行》研究報告中首次明確提出主動配電網(wǎng)概念。主動配電網(wǎng)的提出，其核心任務(wù)是要協(xié)調(diào)電源、電網(wǎng)及負(fù)荷這三者的關(guān)系，解決由于電源和負(fù)荷的不確定性所產(chǎn)生的不平衡，使配電網(wǎng)正常穩(wěn)定運行。

二、主動配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點

主動配電網(wǎng)是具有綜合控制與管理各種DG的智能配電網(wǎng)，其目的是提升配電網(wǎng)對可再生能源的消納與控制能力，提高現(xiàn)有配電網(wǎng)利用率，提升電網(wǎng)安全性與供電可靠性[ 2 ]。主動配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主動配電網(wǎng)的“主動性”體現(xiàn)在主動規(guī)劃、主動控制、主動管理和主動服務(wù)這四個方面，與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，其主要特征如下：1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活多變。由于DG供電穩(wěn)定性較低，配電網(wǎng)中能量流動變化較大，供電與受電的關(guān)系也經(jīng)常變化。為適應(yīng)這種變化，主動配電網(wǎng)需要相應(yīng)改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使電網(wǎng)中能量處于平衡狀態(tài)。2）分散化管理模式。傳統(tǒng)配電網(wǎng)一般采用集中化管理模式來實現(xiàn)電能分配等功能，而主動配電網(wǎng)則需要利用主動管理來實現(xiàn)對DG與負(fù)荷等傳統(tǒng)意義上非可控因素的分散化靈活調(diào)節(jié)。3）主動控制與保護(hù)。主動配電網(wǎng)利用先進(jìn)的通信手段與自動化控制技術(shù)，使DG可以主動的參與到配電網(wǎng)頻率與電壓調(diào)節(jié)中來，實現(xiàn)配電網(wǎng)優(yōu)化運行，提高系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。4）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)整。由于DG具有不確定性，主動配電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計時，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不能做統(tǒng)一剛性要求，需要留有變化調(diào)整的裕度，以滿足未來發(fā)展的不確定空間。另外，主動配電網(wǎng)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)在其他技術(shù)指標(biāo)上也有很大不同，具體內(nèi)容如表1所示。

三、主動配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

配電網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。最初為傳統(tǒng)配電網(wǎng)，其對DG的消納能力和智能化程度很低。隨著分布式發(fā)電逐漸發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)興起，使得孤島運行得以實現(xiàn)，保證向用戶不間斷供電，提高了供電可靠性。但是微電網(wǎng)依然采用“即裝即忘”的策略被動接收DG，主動配電網(wǎng)的產(chǎn)生則使被動的接收變?yōu)橹鲃拥慕蛹{，不僅智能化程度有所提高，更是大大提高了對DG的消納能力。主動配電網(wǎng)代表智能電網(wǎng)一種先進(jìn)的發(fā)展方向，國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行相關(guān)研究工作，其中最具代表性的是CIGRE C6專委會和美國電力科學(xué)研究院工作組，其研究內(nèi)容主要集中在主動配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定、分布式能源運行與并網(wǎng)技術(shù)以及示范工程建設(shè)等方面。CIGRE C6作為主動配電網(wǎng)技術(shù)的倡導(dǎo)者，已經(jīng)完成了主動配電網(wǎng)頂層概念設(shè)計、項目實施驗證、模型算法開發(fā)等方面的初步研究工作。2007年到2010年，歐盟第六框架計劃發(fā)起了最具影響力的ADINE示范工程。該工程通過引入先進(jìn)的通信、自動化及電力電子技術(shù)，實現(xiàn)對具有大規(guī)模DG接入配電網(wǎng)的主動控制與管理，對主動配電網(wǎng)的研究與發(fā)展具有重要意義。

我國對主動配電網(wǎng)的研究工作起步較晚，但發(fā)展速度較快。2012年，中國南方電網(wǎng)公司承擔(dān)了國家863計劃“主動配電網(wǎng)的間歇式能源消納及優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用”課題，在佛山市三水工業(yè)園區(qū)開展主動配電網(wǎng)示范工程的建設(shè)。國家電網(wǎng)公司建設(shè)統(tǒng)一的“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”計劃也圍繞主動配電網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)研究與示范工程建設(shè)。北京市電力公司于2013年在北京未來科技城啟動示范工程的建設(shè)，項目建成后，配電網(wǎng)在大量DG接入情況下將具有很強(qiáng)的主動調(diào)節(jié)能力，可實現(xiàn)對全部分布式能源的消納，地區(qū)供電可靠性高達(dá)99.999%，供電電壓合格率高于99%，還可實現(xiàn)能量互動、用電信息互動等功能。

四、結(jié)語

本文基于主動配電網(wǎng)研究的熱點問題，介紹了其產(chǎn)生與發(fā)展現(xiàn)狀，并對主動配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點進(jìn)行總結(jié)。可以看出，主動配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)一種較為先進(jìn)的發(fā)展模式，可有效解決未來大規(guī)模DG接入的問題，符合現(xiàn)代社會對于能源發(fā)展的要求，對電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尤毅，劉東，于文鵬，等.主動配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展[J].電力系統(tǒng)自動化， 2012， 36（18）：10-16.

[2] 劉東.主動配電網(wǎng)的國內(nèi)技術(shù)進(jìn)展[J].供用電，2014（1）：28-29.