主動配電網運行優化技術分析

尹湛

摘 要：分布式能源具有間歇性和隨機性的特點，這在一定程度上會導致配電網的供電可靠性下降，從而影響配電網電能的質量，為了使配電網的電壓水平保持較為平穩的狀態，必須在加強分布式電源、柔性負荷研究的基礎上，提出主動配電網優化技術的策略。

關鍵詞：主動配電網 運行優化技術 需求側響應 負荷 電壓

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0006-02

現有的培地網優化調控策略，大多建立在信息通信技術與電子電力技術框架下的自制控制模型，不能滿足現代化的供電要求，因此為了減少分布式電源帶來的不確定性的影響，需要對主動配電網的分布式電源、儲能等部分進行優化，因此該文將從主動配電網的構成及其潮流計算出發，深入研究主動培地網運行優化技術的內容，以供相關從業人員借鑒學習。

1 主動配電網的構成及其潮流計算

1.1 主動配電網概述

主動配電網主要是指在適當的監管制度和用戶接入準則的基礎上，靈活地運用網絡拓撲來實現潮流的分布，這對分布式電源提供了一定的支撐作用，確保相關工作人員能夠實現對分布式能源的儲能單元的主動控制。可以說，主動性原則是主動配電網優化技術的核心，在主動配電網之中，DG不僅能夠參與優化控制，還能主動地對配電網進行無功電壓控制，從而充分發揮DG的作用，實現配電網的優化運行。同時，主動配電網的負荷也是可調控的，電力公司可以采用經濟措施誘導用戶，從而達到控制負荷的目的，除了宏觀的控制，主動配電網還可以通過調節移動設備用電功率的方式，達到精確控制，并且在無功電壓的平衡作用下，能夠對配電網形成一定的保護[1]。

1.2 蓄電池儲能模型

除了能夠平衡發電量與用電量，蓄電池儲能還能充當應急電源，并平衡發電量與用電量，從而降低網絡耗損，改善供電的電壓水平，在主動配電網運行的過程中，難免會遇見一些突發狀況，這在一定程度上會影響主動配電網的正常運行，為了提高主動配電網連續運行的能力，必須使用到備用電源，從而繼續提供用電服務，在這方面，蓄電池儲能具有無可比擬的優越性，為了應對配電網電能質量波動等問題，主動配電網通常都采用蓄電池儲能的方式，相比電容器儲能和蓄水儲能，蓄電池儲能的技術相對成熟，因此成本很低，具有較高的經濟性，被廣泛的應用于主動配電網之中，不僅能夠保證配電網的正常運行，還解決了電壓復合總需求量不穩定的情況，從而使主動配電網之中的用電單元達到相對平衡的狀態，一定程度上增加了主動配電網電能的利用率，減少風機對主動配電網的影響。

1.3 主動配電網潮流計算

主動配電網的潮流計算基本流程為，檢測初始化饋線節點的電壓，然后分別計算各支路的電流情況，最后回代求解各節點的電壓，如果這個過程中，主動配電網中的電壓沒有達到收斂的要求，就要重新進行計算，確保潮流計算的準確性。主動配電網通常采用前推回代法來實現配電網的潮流計算，該方法不僅有效解決了主動配電網節點較多的問題，其適用性非常廣，對電壓有很好的抑制作用，主動配電網的網絡拓撲結構收斂性差，因此使用直接法和扭斷拉夫遜法無法進行有效的計算，特別對于初期電壓敏感問題，只有使用前推回代法才能將靜電特性很好的呈現出來，但對于弱環節的松弛節點類型，最好還是使用回路抗組法[2]。

1.4 技術構架

建立主動配電網的運行系統，首先要從建立監視中心入手，在主動配電網日常運行當中，會產生饋線故障等問題，因此加強監視中心的建設，能夠有效地減少故障的產生，以便相關工作人員能在故障問題產生的第一時間，采取解決措施，提高主動配電網的運行能力。其次，控制中心也是配電網系統的核心模塊之一，因此加強控制中心的建設，不僅能夠提高主動配電網的調控能力，還可以在信息技術相對支持下，實現高級應用功能。

2 主動配電網運行優化技術的內容

2.1 需求側響應

需求側響應是實現用電環節與供電環節協調發展的重要手段，同時，需求側響應在保證主動配電網安全運行的工作中發揮著重要的作用，因此為了更好地讓需求側響應參與到電力供需平衡工作中，應該發揮模塊化系統智能決策的重要功能，減少需求側響應中的不確定性。用戶需求變化，也是相關工作人員應該關注的問題，根據用戶的適應性情況與需求的變化，加強動態收費的設計，是完善主動配電網響應機制。還可以針對系統側分析的波動性和不確定性等特性，來設計響應性能方案，使所有用戶都能享受到用電控制方案帶來的便利。此外，相關人員也要做好響應性能的評價工作，從而提高電力系統的穩定性。同時，需求側響應還能對用電環節進行負荷波動性預測，并且根據用戶側響應的業務信息，動態的修正負荷基本方案，保證電力系統的整體可靠性[3]。

2.2 基于主動機制的智能自愈

由于分布式電源高滲透率的主動配電網呈現不確定性的工況，因此相關工作人員應該加強主動配電網的智能自愈系統建設，智能自愈系統不僅能夠為自動配電網運行提供自愈決策，還具有風險評估、自我恢復的功能。在設備脆性評估的過程中，如果評估結果顯示警戒，則需要采取相應的預防控制措施，這一過程通常在主動配電網的主站集中執行[4]。如果風險評估顯示故障，則需要對主動配電網進行網絡重構，從而確保主動配電網達到運行穩定狀態。同時，要建立智能自愈系統的狀態感知模塊，從而在日常的運行當中進行分布式電源和主網的感知，并通過智能配電網分析，對主動配電網的運行情況進行在線風險評估，并據此來判斷設備的運行狀態，應該采取什么樣的動作。

2.3 多能源系統協調優化

為了實現能源系統的協同優化，需要在系統總輸入檢修計劃數據以及多能源系統的特性，并對新能源進行提及調用，從而滿足調度評價功能，多能源系統調度評價功能主要包括調度優化的評價、調度策略效能的評價以及安全校核，相關工作人員要把握好協同優化與調度執行之間的關系，從而在分機預測的要求下，實現對主動配電網調度的優化。同時，多能源系統不僅能夠對主動配電網相關設備進行協調優化，還能在實時監測的基礎上，實現風險的分析與預測，這對加強主動配電網運行能力具有重要的意義。多能源系統在主動配電網安全運行控制當中，也發揮了重要的作用，多能源系統具有風險平抑的作用，只要相關工作人員輸入數據，就能清楚地知道主動配電網的側響應狀態，在此基礎上進行快速的決策。

2.4 主動配電網優化技術的后續展望

隨著大量分布式能源的接入，在未來主動配電網運行優化技術擁有廣泛的發展空間，隨著科技技術的進步，主動配電網技術將進入一個快速發展的階段，不僅對于解決雙側不確定性問題具有明顯的效果，還可以提高能源利用率，使電網進一步得到優化[5]。

3 結語

綜上所述，主動配電網運行優化技術是一種面向未來的技術，因此相關工作人員應該在現有技術框架的基礎上，不斷完善主動配電網的功能。

參考文獻

[1] 章健，張弛，董惠榮，等.基于多代理的含分布式能源的主動配電網及運營管理系統研究[J].華東電力，2013（11）：2229-2232.

[2] 鐘清，余南華，孫聞，等.主動配電網分布式電源規劃及經濟性分析[J].電力系統及其自動化學報，2014（11）：82-86.

[3] 尤毅，劉東，鐘清，等.多時間尺度下基于主動配電網的分布式電源協調控制[J].電力系統自動化，2014（9）：192-198，203.

[4] 劉科研，盛萬興，張東霞，等.智能配電網大數據應用需求和場景分析研究[J].中國電機工程學報，2015（2）：287-293.

[5] 周鑫，田兵，許愛東，等.基于CYMDIST的配電網運行優化技術及算例分析[J].電網與清潔能源，2015（2）：91-97.endprint