智能用電技術背景下的配電網運行規劃研究綜述

李勝男

摘要：現如今，我國的國的國民經濟在快速的發展，社會在不斷的進步，為適應大規模分布式電源、儲能、電動汽車接入配電網后發電方式和用電行為的改變，智能用電技術成為當前及未來智能電網研究的趨勢。基于智能用電技術的內涵及核心特征，從需求側響應、電能質量調控、可再生能源消納、最優潮流控制、設備利用率提升方面，綜述了配電網靈活優化運行的應用需求;考慮配電網運行與規劃的相互影響，從分布式電源規劃、配電網規劃以及儲能和電動汽車規劃3個方向對當前規劃思路和研究現狀進行總結分析。結合源網荷供需靈活互動對配電網運行規劃提出的挑戰和未來配電網發展趨勢，提出智能用電技術背景下配電網運行規劃中需要進一步深入研究的問題。

關鍵詞：智能用電;需求側響應;智能配電網;優化運行;協調規劃

引言

隨著人民生活質量的提高，對社會需求的增加，計算機網絡技術的飛速發展，我國配電網技術急需要與科學相結合，智能配電網就在這種情況下產生，這種智能配電網的供電效率不僅得到了很大的提高，而且安全性也有很大的加強，在現代配電網規劃中只有智能配電網才能更加適合社會發展的要求。智能配電網技術在配電網規劃中的具體應用是我們本篇文章主要研究的重點。

1智能配電網概念分析

智能配電網對智能電網組成中必不可少的一環，他在智能電網中有著舉足輕重的地位，所以國外一些研究電網方面的專家在對電網進行實踐性研究的過程中，配電網是他們研究的重點對象。他們深入研究配電網的高級技術，從而總結出來了一些配電網的特殊性質。除此之外智能配電網在運用的時候更加希望電力用戶能夠積極的參與到監督的一環，用戶在使用的同時監督我們的工作，提出一些在電網中潛藏的安全問題，形成經濟實惠的安全運行狀態。

2促進配電網靈活優化運行的應用需求

2.1需求側響應互動需求

如前所述，越來越多的電能消費者正變成發電者并參與到電網的運行中，需求側資源若能夠作為與供應側資源同等價值的調節手段參與系統整體的調控，將對削峰填谷、減小源荷供需失配和降低可再生能源出力不確定性對系統的影響具有重要作用。配電網如何充分合理調度需求側資源，使電網的運行形成源荷雙側協調響應，將是實現配電網靈活優化運行的關鍵所在。

2.2電能質量調控需求

大規模間歇性DG接入配電網，其并網逆變器的控制引起的直流注入問題、輸出功率的不確定性引起的潮流的波動性勢必會對配電網運行的電能質量產生很大的影響。總結DG產生的電能質量問題主要包括：諧波、電壓波動與閃變、頻率波動、電壓偏差等。當前，DG接入配電網引起的電能質量問題已經成為其大規模接入的主要瓶頸。未來配電網對大規模DG兼容包并的主要體現形式之一在于對廣泛接入DG后配電網電能質量的調控能力。

2.3可再生能源消納需求

近年來，我國電網中新能源發電的占比快速增長，逐步進入規模化發展的階段。大規模新能源并網，對系統的頻率、電壓調節能力提出了更高的要求，一旦不滿足要求就很容易脫網，給系統安全穩定運行帶來不利影響。智能用電在相關技術的支撐下，可增進電力系統資源優化配置，提高電力系統消納可再生能源的能力。以靈活互動的負荷柔性并網，通過智能微網、智能家居等技術實現DG的即插即用，通過儲能、電動汽車等技術直接吸收可再生能源富余出力，可以有效地促進對可再生能源的消納。

2.4最優潮流控制需求

最優潮流在電力系統運行和控制等領域有著極為重要的意義。它是一種在滿足電力系統安全約束的前提下尋求電力網控制變量的最優設定值，以達到一個或多個目標函數的最優化。傳統配電網的最優潮流控制多為單側控制，即通過控制電源的出力和分布來被動匹配負荷需求以達到最優潮流，這往往存在調控的資源有限以及靈活性不足的問題。隨著智能用電的發展，配電網中的可控負荷、儲能和電動汽車均可通過需求側響應與系統靈活互動，最優潮流控制將從單側控制發展到源荷協同的雙側控制。

3面向智能用電技術的配電網源網荷規劃

3.1DG規劃

DG接入配電網絡，對配電網的節點電壓、線路潮流、輸電阻塞、供電可靠性和安全性等都會帶來影響，其影響程度與DG的安裝位置和容量密切相關，DG規劃一般包括選定安裝位置和確定安裝容量，以及綜合考慮兩者之間的協調關系。總結國內外DG規劃方案，其優化目標主要集中于：系統可靠性最高、網損最小、電能質量最優、投資成本最低、運行及維護成本最小、污染排放量最少、燃料消耗量最低、能源利用率最高等。

3.2配電網規劃

配電網是電力系統的重要組成部分，對其進行科學合理的規劃是保證配電網安全經濟運行的重要前提。配電網規劃的目標設計主要是從投資成本、網絡損耗和可靠性等方面進行規劃。如前所述，智能用電技術的引入使傳統配電網逐漸向主動配電網轉變，其拓撲結構要求可靈活調整，且需具有主動控制和運行能力。傳統的配電網規劃方法都建立在未來具體的規劃網架之上且受諸多不確定因素的影響，一旦規劃網架發生變化，已經投入的DG又可能不符合規劃初衷而造成成本沉沒。因此，面向智能用電技術的配電網架規劃應該在規劃階段就考慮源網荷協調互動。針對考慮DG和柔性負荷的配電網聯合規劃，已有學者進行相關研究。

3.3儲能及電動汽車充電站規劃

當前配電網中，廣泛應用的具備需求側響應能力的負荷主要是儲能系統、電動汽車和空調等溫控負荷。空調等溫控負荷的規劃通常以需求為導向，即哪個地方需要裝設空調就安裝，可規劃的空間較小。目前國內外學者針對負荷側的規劃主要集中在儲能及電動汽車充電站的規劃上。

3.4參數量測技術在配電網規劃中的應用

參數量測技術是智能配電網技術在配電網規劃中的數據表現形式，它能夠將系統的固定數據和運行數據通過測量以參數信息的形式表現出來，如某地區的固定時間段用電量的變化，通過對數據的分析可以查看該地區用戶的用電需求，以便在管理上做好預備工作，也能通過異常參數來確認是否有漏電偷電現象，這對管理來說能夠極大地提升管理的效率。另外，參數量測技術還在電量和電費的計算上有著顯著功能，隨著時代的發展，配電網在用戶需求不斷攀升的背景下不斷發展，用電量較前十幾年有了翻天覆地的變化，而一些地區使用的電費計量工具還是電磁表，難以滿足高峰狀態下的電費計量情況，這種情況下可以通過參數量測技術實現與用戶的溝通，解決電費計費問題，可見其具有較大的實用價值。

結語

隨著電力市場的開放，DG、儲能、電動汽車等柔性負荷接入配電網，需要一種新型用電方式以使需求側與供給側平等地參與配電網優化運行。靈活互動的智能用電技術，賦予了配電網運行規劃更加豐富的內容。在智能用電技術背景下，總結分析配電網運行對源網荷協調互動的應用需求以及面向智能用電技術的配電網規劃方法，是本文的立意所在。本文分類總結分析了智能用電技術背景下配電網靈活優化運行的應用需求，并對面向智能用電技術的配電網規劃思路及研究現狀進行了綜述，最后，對下一步需要著重研究的問題和研究趨勢進行展望。隨著智慧用能與能源互聯網的提出與發展，智能用電技術將迎來更多的發展和作為的空間，為建設堅強的智能電網提供更有力支撐。

參考文獻

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