主动配电网规划相关问题的思考王文昌

主动配电网规划相关问题的思考王文昌

(国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810000)

摘要:随着大规模分布式电源接入配电网,主动配电网已成为未来配电网的发展趋势。本文分析了主动配电网与传统配电网规划的区别,在此基础上提出主动配电网规划的相关问题,并简单叙述,以供参考。

关键词:主动配电网;规划;问题

前言

电力行业要想适应社会发展,就需要转变自身的配电模式。传统的配电网已经无法满足现在网络信息通信技术发达、电子设备遍布的社会需求。要想转变自身的发展模式,改善资源、能源的使用效率,需要电力行业转向低碳型的配电模式。主动配电网的规划起源于低碳经济的发展,我国已经开始将传统的配电网逐渐转化为主动配电的形式。

1主动配电网的概述

主动配电网(ADN)的概念由国际大电网会议(CIGRE)配电与分布式发电专委会(C6)的C6.11项目组在2008提出,是采用主动控制和主动管理分布式电源、储能设备和客户双向负荷的模式、具有灵活拓扑结构的公用配电网。这里的DER包括光伏、风电等分布式发电,分布式储能,电动汽车、响应负荷等可控负荷。主动配电网主要依靠了高智能的电子控制器以及灵活且高速的通信网络。这些技术的支撑使主动配电网在参与电力的调节过程中运行稳定,实现了主动配电网对电力供需的优化。

2主动配电网规划与传统配电网规划的区别

AND能控制和运行各种分布式能源,其中分布式能源包括DG、CL、EES等。随着大规模分布式能源接入配电网,ADN已成为未来的发展趋势。ADN能够提高系统对DG的消纳能力,能够促进终端用户主动参与系统运行的能力,能够有效提升能源综合利用率。在传统配电网中,配电网规划主要考虑满足负荷需求,运行与控制模式都相对简单。而ADN不仅要满足负荷需求,且需综合考虑运行与规划相结合以获得更好效益。随着大量间歇式DG的接入,还应考虑发电预测。面对大量的不确定性,其运行控制方式也发生了很大变化。本文总结国内外研究,提出了传统配电网规划与主动配电网规划的区别,见表一。

总之,主动配电网比被动配电网有更柔性的技术标准、更分散的管理模式、更灵活的网络结构、更精确的模拟计算和更主动的控制与保护模式。

3主动配电网规划相关问题

3.1规划周期方面

主动配电网规划除了解决传统规划中采用的网络解决方案,如配置变压器和线路等,同时还考虑非网络解决方案,如发电机优化调度、需求侧集成、无功管理、变压器分接头的控制、系统重新配置、存储优化运行等,只是分不同的规划周期(分、时、日、年),分不同的数学问题类型(线性、非线性、确定性、不确定性等)。这些都需要在规划阶段就给以考虑,都需要基于智能信息通信技术(ICT)和先进的计量基础设施(AMI)的进步。

3.2信息与通信方面

在现代化的主动式智能配电网络中,基于先进的计量基础设施(AMI)和智能信息通信技术(ICT)将收集配电网络运行状况的信息,这使得可以使用先进的规划分析工具来进行运行规划、主动地控制配电网络的电压和无功功率,以最佳的方式来维持进行分析系统的电压、降低系统的损失。此外,先进的保护和馈线自动化设备,结合主动管理的网络分析工具和智能控制,将通过自动检测故障和它们的位置,系统自动重新配置,以隔离故障,并快速恢复供电,增强网络的可靠性,减少故障的影响,而无需系统运行人员的干预。

3.3负荷预测与发电预测方面

随着大量间歇式DG接入系统,由随机性产生的问题越来越多。传统配电网对DG的接入采取的是限制容量的措施,所以在规划时只进行了负荷预测,而忽略了DG的不确定性对配电网规划的影响。ADN是能接纳高渗透率DG的配电系统,不能忽略DG出力的随机性,因此负荷预测以及对间歇性DG发电预测的研究是ADN规划的关键技术之一。发电预测的目的是提供分布式电源的发电水平,规划该地区规划年供电情况,优化配电网络。发电预测不仅与当地天气、地理位置等相关,而且还与新型负荷密切相关。可以将负荷分为可控负荷与不可控负荷。不可控负荷是指用电比较固定、不可以调节的负荷;而可控负荷指可以根据分时电价或是与电力公司协定进行调节、转移的负荷。可控负荷在ADN中具有削峰填谷,平衡电力的作用。在AND中进行负荷预测时,应该将负荷进行分类,对可控负荷与不可控负荷分别进行预测。传统配电网规划中的负荷预测是属于中长期负荷预测,而ADN规划与运行紧密相关,所以ADN规划中的负荷预测不仅需要中长期预测,也要进行短期预测。常用的预测方法有小波神经网络、灰色模型预测、时间序列预测等。

3.4规划方案综合评估方面

规划方案的评估包括方案的可行性评估、经济性评估、可靠性评估、风险评估等。通过网络重构的方法,即静态重构和动态重构,提高主动配电网DG渗透率,并评估此方法对DG渗透率的影响;相比于仅用可靠性或经济性作为单一指标,综合评估运用多个指标更能全面反映AND的能效水平,有助于准确找到能效提升点进而有效进行主动配电网规划。从间歇式DG并网特性、ADN控制特性和运行特性,适用于AND的可靠性指标,并对ADN进行可靠性评价。本文将层次分析法和灰色关联法两者融合对方案进行评价,可以优势互补,更科学地对方案进行决策。具体的规划方案评估过程如图一所示。

图一规划方案综合评价流程图

5结束语

伴随着生态环境问题的日益突出,节能减排已经成为我国的行业发展目标。为了迎合低碳经济发展的需要,我国的电力行业需要积极予以配合,将传统的配电网进行技术转型。相信通过对主动配电网技术的了解,我国的研究人员能够研究并规划出全新的符合当前社会发展需要的主动配电网。

参考文献:

[1]范明天,张祖平,苏傲雪等.主动配电系统可行技术的研究[J].中国电机工程学报,2013,33(22)

[2]邢海军,程浩忠,张沈习等.主动配电网规划研究综述[J].电网技术,2015,39(10)

[3]马钊,梁惠施,苏剑.主动配电系统规划和运行中的重要问题[J].电网技术,2015,39(6)

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