主動配電網技術及其進展

尤毅，劉東，于文鵬，等

目的：可持續性是未來電網的基礎特征，其本質表現為分布式電源特別是可再生能源的大規模接入與應用。但現有配電網存在可再生能源消納能力不強、一次網架薄弱、自動化水平不高、調度方式落后以及與用戶互動化水平等問題，嚴重制約了電網的可持續性發展。通過研究主動配電網的特征，分析主動配電網的技術發展現狀，探索主動配電網的關鍵技術，為基于電網可持續發展提供有益技術路線。方法：從多個維度（分布式電源消納、分布式電源調度、分布式電源保護以及分布式電源監控）分析主動配電網的技術特征，指出主動配電網自上而下的技術理念，同時關注局部區域的自主控制和全網的優化協調，是一種可以兼容微電網及其他分布式電源集成技術的開放式技術體系，對于分布式電源的接入半徑更大，接入規模更大，利用能力更強。從規劃、運行、評價等方面系統性提出了主動配電網的關鍵技術體系，包括：主動配電網的綜合規劃技術、主動配電網的分層分布協調控制技術、主動配電網的全局優化能量管理技術和主動配電網的經濟技術評估。結果：主動配電網技術將極大改變已有配電系統的規劃、運行及分析模式。在規劃方面：主動配電網的規劃是在計及間歇式可再生能源發電、負荷需求增長以及未來能源市場等不確定因素下，綜合考慮原有配電網規劃內容、分布式電源的優化配置、儲能設備的選址定容等選項，以追求環境友好和供電可靠為目標的多目標規劃，并將自動化規劃與通信規劃統籌考慮。在運行方面：主動配電網的調度控制采用的是全局能量優化管理與區域自治控制相協調的分層控制體系，包括3層控制：第1層是快速就地層控制，用以實現單一分布式電源或微電網單元的快速響應控制，第2層是局部區域控制，用以協調局部區域內多個分布式電源之間的運行，以保證局部區域目標的實現并降低其對網絡的不良影響，第 3層是全局優化控制，用以實現全局范圍的信息采集，并通過優化方法提供全網的能量調度策略。主動配電網的技術與經濟評價是從多主體的角度進行的綜合評價分析，既要分析其建設、運行等經濟性目標，也要分析其環保節能的社會性目標。結論：主動配電網技術的推廣應用能極大提升電網對于綠色可再生能源的兼容性以及對已有資產利用的高效性，是未來智能配電網的發展趨勢。主動配電網的實施也必將引起傳統配電網規劃與運行發生重大變革。

來源出版物：電力系統自動化, 2012, 36(18): 10-16

入選年份：2015