干貨｜一文帶你了解主動配電網

2017-10-20 21:09:30 供用電雜志　點擊量：評論 (0)

什么是主動配電網?主動配電網與微電網有何不同?現在國內有一個很大的誤解，認為只要接入分布式電源(DG)就是主動配電網。其實并非如此，主動配電網與微網的運行狀態、控制模式、電網構成都有所不同。我們現在有一

什么是主動配電網?主動配電網與微電網有何不同?現在國內有一個很大的誤解，認為只要接入分布式電源(DG)就是主動配電網。其實并非如此，主動配電網與微網的運行狀態、控制模式、電網構成都有所不同。

我們現在有一些新的概念，Network Solution(網絡解決方案)和No-network Solution(非網絡解決方案)。

網絡解決方案是指調整電網或增加電網設備。當負荷增長時需要進行網絡擴容，分布式發電大量接入電壓越限時就切除分布式電源。傳統的網絡解決方法是昂貴的，且分布式電源接入容量較小。由于電力負荷增長率低，且配電網已經沒有擴容的空間條件，這種傳統的解決方案已經顯現出一些問題，目前發達國家和我國的一些地區不得不考慮采用更加智能化的應對方法。

非網絡解決方案是指不調整電網或增加電網設備的解決方案，如通過發電調度、需求響應、無功功率管理的控制以及網絡重構等。包括創新的分布式運行，對需求側、主動負荷和分布式儲能設備的集成，應用信息通信技術等。

主動規劃即是在網絡解與非網絡解決方案之間權衡的平衡規劃。

主動控制

主動控制并不是新名詞。在配電自動化出現較早的國家(日本、美國)，早就使用自動化功能主動地切改網絡結構、控制潮流，以提高管理水平、降低損耗，而不僅僅用于故障定位。英國學者2005年研究了主動網絡管理方法，其本質就是利用AVC和OLTC對電壓進行主動調整，從而增加網絡對分布式電源的接入容量。

意大利將全國負荷分為三部分，基荷、可調和可控制，對負荷實現了主動管理。意大利現在每個變電站標配1兆瓦儲能，是集中儲能模式。

主動配電網

CIGRE C6.11 在 2008年提出了主動配電網(ADNs)概念發展的報告。主動配電網是指在靈活的網絡結構下協調分布式發電、主動負荷和儲能三者(定義為DERs)的運行。

lCIGRE C6.19 (2009-2014年)提出了主動配電系統(ADS)規劃與優化的研究報告。ADS是基于ICT系統、智能控制裝置、成本效益模式的基礎上，充分利用現有資源(網絡、DG、儲能、主動負荷)，對網絡解(擴容)和非網絡解(主動控制)進行權衡，對分布式能源(DERs)各種系統組合，目的是最大可能地利用現有資產和基礎設施，滿足負荷的發展和分布式能源接入的需求，使設備比過去在更接近其物理極限條件下工作(以前是限制負載率)，所述的主動配電網(ADN)就變為ADS。

日本、美國、英國都做了一些所謂的主動控制，最核心是在分布式發電、主動負荷、儲能三者綜合情況下有一個靈活的結構。

我從頭到尾參與CIGRE C6.19研究，提出主動控制系統必須基于ICT系統，兼顧成本效益，對網絡解和非網絡解進行權衡。

配電網規劃涉及的相關問題

配電網規劃涉及很多事情，要綜合考慮多種資源(上級網絡和分布式能源)的綜合利用，要把多種負荷類型(電、熱和冷)進行相互協調，要對多種網絡(電力網絡、通信網絡)的協調運行，要考慮不同利益相關者(配電企業，發電商，消費者、生產性消費者)的協同共贏問題。

意大利學者認為在規劃中考慮運行模式是一種哥白尼式的革命。現代配電網規劃要考慮運行模式，不再僅僅基于一個簡單運行狀態斷面(Snapshot)來表示發電和負荷;要用與時間相關的模型(time dependent model)，即要全面地考慮分布式電源與負荷的時變特征，要處理數據—采用AMR方法;要對負荷與發電的變化進行分類，抓取與規劃有關的運行方面的問題; 要判斷以不同時間間隔表示功率變化的典型“日模式”。

例如：對于新增變電站的規劃，采用傳統的規劃方法需投資110萬歐元，而基于隨機潮流的規劃方法僅需要投資83.7萬歐元，相當于削減了24%的一次投資，差異較小，因為不確定性程度較低。

對于同期6個350kW快速充電站的規劃方案，其額外負荷為2MW，采用傳統的規劃方法需投資212.8萬歐元，而基于隨機潮流的規劃方法僅需要投資101.7萬歐元，節約近50%，但是一些節點壓降大于10%的時間1年只有5秒。

ICT技術的應用

高級量測技術(AMI)、停電管理系統(OMS)、地理信息系統(GIS)。面臨的挑戰包括:體系結構的設計、互操作性、分布式控制、傳感技術、海量數據處理、數據模型等。

建議電力博士要學習和掌握ICT技術，電力博士生要深入學習通信網的知識，在規劃、可靠性、風險中應該有能力對電網、通信網進行協同。現在智能電表有很多數據，在規劃時應采用一些來自智能電表中的實際數據。

有關研究報告

C6.19 主動配電系統規劃與優化研究共有五個小組。第一組做全世界調研;第二組把現在傳統的規劃做一些科研、做一些總結;第三組是最重要的，確定規劃的框架，考慮對方案如何進行主動管理;第四組是ICT技術;第五組是需求側集成，目的是解決主動配電網的規劃和優化環境下需求側和儲能的整合問題。

工作小組1：調查問卷，結果分析(組長 Khalil El Bakari(荷蘭))

目的是調查各公司使用的工具和方法，并對目前的情況和需求提供一種國際視野。

工作小組2：傳統的規劃和目前的做法(組長 Chad Abbey (加拿大)，Tony Hearne(荷蘭) )

目的是回顧用于網絡規劃的技術和當前的一些國家的商業案例，以便列出局限性和未來的需求

工作小組3：主動配電系統規劃(組長 Gianni Celli(意大利), Luis Nando Ochoa(英國) )