李振軍

[摘 要]在大規(guī)模分布式電源接入配電網(wǎng)的背景下，主動配電網(wǎng)成為新時(shí)期配電網(wǎng)發(fā)展的主要方向。文章以主動配電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展情況為基礎(chǔ)，結(jié)合主動配電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容，對比分析主動配電網(wǎng)規(guī)劃與傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃的區(qū)別，明確主動配電網(wǎng)規(guī)劃的問題，進(jìn)而對其未來發(fā)展和研究方向提出展望。

[關(guān)鍵詞]主動配電網(wǎng)規(guī)劃；問題；傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃；新時(shí)代

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.23.092

自動配電網(wǎng)規(guī)劃是一種主動管理的方式，具備的靈活性非常大。主動配電網(wǎng)規(guī)劃可以為解決電壓升高、優(yōu)化配電資源利用效率等工作提供依據(jù)。但通過了解當(dāng)前自動配電網(wǎng)規(guī)劃工作情況可知，其在引用過程中并不嫻熟，此時(shí)就需要工作人員依據(jù)這一管理形式為主，深層探索其蘊(yùn)含的內(nèi)容，全面展現(xiàn)主動配電網(wǎng)規(guī)劃的作用，進(jìn)而為我國電力行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 主動配電網(wǎng)規(guī)劃研究

1.1 概述

主動配電網(wǎng)最初是從國際大電網(wǎng)會議配電與分布式發(fā)電專委會的C6.11項(xiàng)目組中發(fā)布的，是說主動控制、主動管理分布式電源及儲能設(shè)施、客戶雙向負(fù)荷的形式，具備靈敏的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同微電網(wǎng)對比分析可知，主動配電網(wǎng)是通過電力企業(yè)進(jìn)行管理的公共配電網(wǎng)，一般是不會獨(dú)自運(yùn)行的。由此可知，主動配電網(wǎng)規(guī)劃更具有發(fā)展優(yōu)勢，其未來的前景不可預(yù)計(jì)。[1]

1.2 與傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃對比分析

為了提升網(wǎng)絡(luò)的有效性和安全性，傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)對負(fù)載的不明確性主要是源于其具備的大容量和靈敏的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但引用的運(yùn)行方式和管理方法非常簡單。在與配電網(wǎng)絡(luò)連接的DER滲透概率持續(xù)上升的背景下。配電網(wǎng)的規(guī)劃形式和運(yùn)行方式越來越煩瑣，投資利益也受到了影響。[2]

傳統(tǒng)意義上的配電網(wǎng)在規(guī)劃過程中，并沒有分析分布式能源接入配電網(wǎng)的影響，而是以電力潮流從變電站單向轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)荷點(diǎn)這一前提進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是對某個負(fù)荷預(yù)測值提出最大容量裕度來面對最嚴(yán)重的運(yùn)行條件，進(jìn)而為規(guī)劃時(shí)期提出有效的解決策略。由此可知，規(guī)劃方法非常單一，資產(chǎn)難以全面引用，不具備靈活控制的特點(diǎn)。

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)是被動的配電網(wǎng)，其運(yùn)行方式和管理形式等都是被動操作的。發(fā)電廠提供的電力通過輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)傳遞給應(yīng)用者。中低壓配電網(wǎng)一般被設(shè)計(jì)為電力系統(tǒng)的被動符合，在沒有故障的影響下是不會實(shí)施自控管理的，其掌控工作是被動操作的。但在DER大量引用的情況下促使配電網(wǎng)出現(xiàn)了潮流的雙向流動，負(fù)荷與電源出現(xiàn)了雙重不明確性，應(yīng)用者不但是電力消費(fèi)者，而且也作為電力生產(chǎn)者存在，可以參加到電網(wǎng)互動中，此時(shí)需要配電網(wǎng)主動設(shè)計(jì)、主動控制。

為了合理引用DG，尤其是可再生能源，研究人員要依據(jù)“系統(tǒng)論方法”的思路進(jìn)行探索，決不能讓DG依據(jù)獨(dú)立的形式饋入網(wǎng)絡(luò)，而是要與配電網(wǎng)整合構(gòu)建主動配電網(wǎng)。以物理角度分析，“主動網(wǎng)絡(luò)”是通過連接到MV/LV變壓器的幾條中壓饋線構(gòu)建的一個區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。中壓饋線接入DG、RES與負(fù)荷。中壓發(fā)電設(shè)施帶來的能量可以用于本地調(diào)節(jié)和平衡負(fù)荷工作中，在這一背景下，主動網(wǎng)格成為單獨(dú)的輸電系統(tǒng)，在緊急情況下可以作為能源饋入第二個來源。雖然自動配電網(wǎng)引用的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以用來接入大容量的DG，但在很多環(huán)境中，中低壓網(wǎng)因?yàn)樽陨碡?fù)荷不充裕，沒有能力再接入大容量的DG。在這一背景下，本地DG提供給輸電網(wǎng)，會讓中壓網(wǎng)向高壓網(wǎng)反向供電。在這一背景下會影響配電網(wǎng)運(yùn)行的三個問題：電能質(zhì)量、負(fù)荷和電壓水平的管理問題及網(wǎng)絡(luò)安全性和設(shè)施的安全問題。

下面從五方面對比分析主動配電網(wǎng)和被動配電網(wǎng)的區(qū)別：其一，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度分析，被動配電網(wǎng)是剛性的Rigid，而主動配電網(wǎng)是柔性的Flexibie；其二，從管理模式角度分析，被動配電網(wǎng)是集中的Centralized，而主動配電網(wǎng)是分散的Disperse；其三，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度分析，被動配電網(wǎng)是固定的Fixed，而主動配電網(wǎng)是靈活的Flexibie；其四，從模擬計(jì)算角度分析，被動配電網(wǎng)是平均的Anerage，而主動配電網(wǎng)是精確的Accurate；其五，從控制與保護(hù)模式的角度分析，被動配電網(wǎng)是被動的Passive，而主動配電網(wǎng)是主動的Active。[3]

2 主動配電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)問題分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)解與非網(wǎng)絡(luò)解

國際上的主動配電網(wǎng)規(guī)劃面臨的問題在于，成熟的配電網(wǎng)絡(luò)依據(jù)非網(wǎng)絡(luò)解的方式來提升配電網(wǎng)的供電能力和供電概率。而中國的主動配電網(wǎng)規(guī)劃要解決的問題在于，滿足符合加速提升的基礎(chǔ)上對各類分布式能源的滲入，也就是在解決網(wǎng)絡(luò)解的同時(shí)，還要處理非網(wǎng)絡(luò)解。

2.2 規(guī)劃周期

主動配電網(wǎng)規(guī)劃除了要突破傳統(tǒng)規(guī)劃工作提出的解決方案帶來的約束外，還要分析非網(wǎng)絡(luò)解決方法，如需求側(cè)集成、無功管理等。這些都是需要在規(guī)劃時(shí)期分析的問題，要以智能信息通信技術(shù)和現(xiàn)代化計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)進(jìn)行操作。

2.3 數(shù)學(xué)模型

主動配電網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)煩瑣的組合優(yōu)化問題，其中包含的目標(biāo)和影響因素有很多，當(dāng)前國際上有關(guān)其的探索和開發(fā)工作正處于初級階段。因此，在DER接入配電網(wǎng)絡(luò)的過程中，特別是在高滲透率的背景下，有關(guān)技術(shù)的問題，如網(wǎng)絡(luò)元件的熱平穩(wěn)數(shù)值、電壓調(diào)節(jié)劑其他技術(shù)約束條件等，都是工作人員需要思考的重點(diǎn)。

2.4 信息與通信

在新時(shí)代背景下，全新的主動式智能配電網(wǎng)是以計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)備和智能信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)，整合配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的各項(xiàng)信息，確保其可以引用現(xiàn)代化規(guī)劃研究工具來明確配電網(wǎng)絡(luò)中的電壓與無功功率，以此控制系統(tǒng)的損耗。除此之外，現(xiàn)代化的保護(hù)和饋線自動化設(shè)施，可以通過網(wǎng)絡(luò)研究工具和智能技術(shù)精心管理，明確其中存在問題的位置，系統(tǒng)將會自主重新配置，進(jìn)而控制故障的出現(xiàn)，此時(shí)不需要系統(tǒng)運(yùn)行人工的參與。[4]

2.5 不確定性

為了保障供電的有效性，主動配電網(wǎng)規(guī)劃要在分析DG出力不明確的基礎(chǔ)上，分析負(fù)荷的不明確性，以此提升儲備設(shè)施配置的投資需求，除此之外，還要分析上級電網(wǎng)容量和發(fā)電容量。這是因?yàn)橄录夒娋W(wǎng)接入大量DG會帶來相應(yīng)的運(yùn)行支出。為了解決這些問題，現(xiàn)有電力系統(tǒng)的技術(shù)要具備充裕的發(fā)電機(jī)容量、路線容量等，但這就需要增加影響投資，但若是容量過小將會增加風(fēng)險(xiǎn)。

2.6 計(jì)算技術(shù)

新設(shè)施的引用促使工作人員在工作中要提出新的算法。主動配電網(wǎng)和被動配電網(wǎng)在模擬計(jì)算機(jī)模式中的變化是以ICT技術(shù)和AMI技術(shù)為依據(jù)，在工作中需要分析這些技術(shù)的有效性。

3 主動配電網(wǎng)規(guī)劃的展望

現(xiàn)階段，我國正處于社會轉(zhuǎn)型和智能電網(wǎng)發(fā)展的重要時(shí)期。隨著配電網(wǎng)智能設(shè)施、新式電力電子設(shè)施的推廣，ADN規(guī)劃技術(shù)和方式都將得到革新，并滿足新時(shí)代發(fā)展背景下需求，因此工作人員可以研究以下幾點(diǎn)內(nèi)容：其一，多元化的ADN投資主體，可以讓ADN規(guī)劃問題研究要調(diào)節(jié)各投資主體的利益。規(guī)劃模型不再只關(guān)注單一投資主體效益的最大化，規(guī)劃模型要滿足時(shí)代發(fā)展需求，展現(xiàn)各方訴求；其二，隨著節(jié)能減排需求的越來越大，通過了解DG絕對的優(yōu)勢，如高滲透率等，整合電動汽車和應(yīng)用者需求可知，ADN規(guī)劃研究是未來發(fā)展的主要方向；其三，資產(chǎn)管理是電網(wǎng)管理的基礎(chǔ)，通過了解資產(chǎn)管理、信息通信技術(shù)的ADN協(xié)調(diào)規(guī)劃模型、規(guī)劃方法，自主管理對延長設(shè)施投資的量化研究，是配電網(wǎng)管理發(fā)展的主要方向。[5]

4 結(jié) 論

綜上所述，主動配電網(wǎng)規(guī)劃中存在很多問題，當(dāng)前對這方面的研究正處于初級階段，因此研究機(jī)構(gòu)、工作人員要加大對這些問題的深層探索，并注重引用現(xiàn)代化技術(shù)解決問題，進(jìn)而優(yōu)化主動配電網(wǎng)規(guī)劃工作，加速主動配電網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用步伐，實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的工作目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡子飄.主動配電網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)問題的探討[J].工程技術(shù)：文摘版，2017（6）：226.

[2]張振亮.主動配電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵問題與研究展望[J].工業(yè)，2016（12）：187.

[3]黃彥鈞.探討主動配電網(wǎng)規(guī)劃的原則[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（17）：180.

[4]陳曄，王舒，魏純曉，等.設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理的主動配電網(wǎng)規(guī)劃研究綜述[J].供用電，2017，34（8）：39-46.

[5]張建華，曾博，張玉瑩，等.主動配電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵問題與研究展望[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，29（2）：13-23.