主动配电网技术及其进展论文_庄强

主动配电网技术及其进展论文_庄强

摘要:目前,随着社会的发展,我国的现代化建设的发展也突飞猛进,科学技术的发展也有了很大的进步。电力行业的迅猛发展与用电负荷的飞速增长,人们对供电的质量与稳定性提出了更高的要求。而配电网作为与用户直接相连的一环,其运行状态直接关系到供电的可靠性,因此提高配电网数据的实时性与精确性至关重要。基于此,配电管理系统(DMS)得以迅速发展。然而由于种种原因,配电网只在变电站母线和一些重要的支路上装有实时量测装置,大量数据需通过伪量测来补充,这些低精度的数据难以满足DMS的要求,需要状态估计(SE)来提供可靠的数据。状态估计能充分利用大量低精度的伪量测,并通过数值分析的方法解决非线性规划问题,从而获得系统的实时状态。一个好的状态估计算法对配电网安全稳定运行具有重要意义。

关键词:主动配电网;技术;进展

引言

主动配电网通过主动调度可调度资源达到配网的经济、安全、可靠、高效的运行;随着分布式电源在主动配网中渗透率越来越高,在市场环境下,负荷也从传统的被动负荷转向具有响应能力的主动负荷,将需求侧资源纳入主动配网的调度中可以提高主动配电网消纳分布式电源的能力以及增加系统的经济性、安全性。

1重要性

随着经济和电力的不断发展,全球范围的能源和环境面临新的挑战,各国都加大了对新能源以及电动汽车的研究力度,当前的配电网也同时发生着变化.国内近些年加强了对新能源分布式发电的研究,风电与光伏发电的研发建设主要在西部地区以及沿海地区,但占比小,绝大地区还是以传统发电。国家电网与政府发布相关文件,以及全世界相关关键技术取得一定成果,分布式电源以及电动汽车产业不断发展.目前清华大学、中科院电工研究所等相关单位都着重于智能电网的研究并取得成就。风能、太阳能这些可再生无污染的天然新能源得到重视,以风电、光伏发电为代表的分布式电源在分布式配电网中得到运用,传统的配电网,设计或运营所需考虑的不确定性主要来自于负荷,然而随着分布式发电电源可能性的提出,配电系统中供需双方都有其不确定的随机特征和耦合关系.配电网架构的灵活性,要求其拓扑结构也具有灵活性来满足智能电网需求,且应具有自动控制和优化运行的能力;随着智能电网的发展,电力系统由传统的“发输配售用”变为利用分布式电源和需求侧响应所聚合的能削峰填谷的协调系统,使源网荷灵活互动;微电网的形成,可最大化的利用可再生能源,并给予了配电网运行调控带来了更多的可能性和挑战;随着电动汽车的逐渐普及应用,其充电设施和储能设施也开始逐渐推广,同样也要求储能设备和电动汽车与配电网多方协调,这要求配电网需要建立在更先进的自动控制系统、智能通信技术及大数据处理等技术的基础上。

2主动配电网的规划框架

2.1传统配电网规划

在传统的配电网规划工作开展中,其主要的规划任务就是在一定的时限内以电力需求为发展目的,对输电线路和回路数的类型以及建设的时间地点进行确定,同时还要在确保达到载流能力指标的前提下,最大程度上减少成本的投入。近些年来,由于国家对环境保护政策的重视,对电力企业的发展提出了更高的要求,以经济效益作为发展原则的现状已经被打破。配电网系统作为电力企业发展中较为成熟的系统,可以对其他多种系统进行有效的就对,并能够根据具体情况确定规划方案,从该方面来说,传统配电网的规划工作相对来说比较简单。

2.2微电网规划

近些年来,随着分布式能源的大范围并网,使得电力企业内部的结构发生了巨大的变化,为了响应国家节能减排、绿色发展的号召,电力企业通过并网操作来体现出对政策实施的认同,也正是因为分布式能源并网工作的开展,产生了一种新型的配网管理技术那就是微电网技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆微电网技术能够进行自我控制、自我保护和自我管理,其本质就是属于一种特殊的自动化系统,微电网规划是主动配网规划工作中最为重要的组成部分,微电网规划的主要内容就是对分布式能源的容量进行优化配置,例如,在实际操作中,以成本控制为规划发展的目标,在明确一系列约束条件的基础上对微电网系统分布式能源的配置方案进行优化。微电网一般设置在用户侧,为了使电力企业配网规划工作的质量得到保障,则需要加大对微电网规划工作的重视。

2.3主动配电网的恢复关键技术

目前分布式能源系统接入配电网中,易形成无意识孤岛,对于主动配电网的安全可靠运行来说这种情况的防范是必要的。主动配电网的故障恢复算法包括3类:故障定位、隔离以及非故障区域电力的恢复。自愈系统则是主动配电网的主要特点和必备部分,不但解决故障点对用户的影响,还支持分布式电源的大量接入。采用不确定二层规划理论建立计及新能源出力不确定性的主动配电网故障恢复模型。基于博弈论方法并采用混沌粒子群算法分别设计上层优化与下层优化的求解过程,得到主动配电网的故障恢复方案。提出一种包含负荷管理、网络重构的两阶段恢复策略。运用高效遗传算法的网络重构优化求解模型,实现了孤岛状态的主动配电网最优运行方案,保证了电能质量与运行的经济性。但都存在未考虑监测定位故障的问题。

3主动配网规划研究展望

随着社会经济以及科学技术的快速发展,智能化电网建设步伐正在逐渐加快,主动配电网规划工作的开展也要能够顺应时代发展的需求,在未来的发展过程中,主动配电挖的研究方向主要包括以下内容:①对主动配电网模式下规划能源的重要技术特征进行更加深入的研究,要根据社会需求以及科学技术的发展积极探索主动配网中的集成配网模式;②以提高分布式能源利用率为发展目标对主动配网的规划方案以及优化方案进行探索,除此之外还需要对分布式能源的消纳作用以及各种可能的影响因素进行综合考量,同时还需要对主动配电网的通信、网架以及自动化装备进行相应的优化设计;③随着电力改革活动的不断推进,电力市场体制逐渐开放,在这样的时代发展背景之下,主动配网的格局正在发生着变化,所以需要根据时代发展的特点对主动配网规划模式进行优化与创新。要能够在对主体参与机制的作用下,对决策参与机制与规划协调机制之间的关系进行研究,使各方利益与能源效益能够在最大程度上达成一致。

结语

随着我国电网建设水平的提高,大量的柔性负荷参与电网运行,电网的运行需要更多的先进技术来优化处理,例如分布式电源、新能源汽车等等。主动配电网的可靠性、灵活性、经济性,使配电网的发展前景上展现出更多的可能性。本综述综合分析了主动配电网为了达到多方协调并灵活可靠的运行所需的技术支持,最后,对未来配电网发展的趋势与有待研究的不足之处进行了对比阐述。随着新型可再生能源的利用发展、智能用电的发展,配电网将会往更加复杂灵活的趋势发展,先进的技术与科研设备将会提供更有力的支持。

参考文献

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论文作者:庄强

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期

论文发表时间:2019/12/2

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