摘要：推广和应用主动配电网技术可以使电网已有资产利用的高效性和对绿色能源的兼容性得以极大提升，因此其属于我国未来智能配电网发展的一个重要的方向。实施和部署主动配电网将会导致传统配电网出现非常大的变革，并且使原有配电网的运行、设计和规划方式得以彻底改变。为了能够使主动配电网技术得到有效的推广和应用，就必须要积极地鼓励多方参与，并且做好技术创新的工作，同时电力市场还应该对交易机制进行拓宽，将监管进一步放开，从而能够确保在能源供应商、供电用户、系统运行人员、电网管理者之间将一个平衡点确定下来，最终能够将未来的主动配电网建设成一个绿色、公平、开放的配电网，
关键词：主动配电网；挑战；发展建议
一、主动配电网的概念和特征分析
主动配电网是主要的分销网络进行分布式能源的综合控制，可以灵活地运用网络技术，从而实现对趋势的有效管理，分布式能源在合理的准入标准和监管环境的基础上，可以成为系统中的一个配角。主动配电网的分布式能量管理规模接入主动利用先进的电子技术、通信技术和信息技术，它可以控制存储设备和独立的新能源的间歇性分布式电源的协调，和可再生能源的积极消费，最终能够有效地保证网络的安全与经济运行。
主动配电网的主动控制特征主要有以下几个方面的表现：首先是其具有间歇式能源消纳的特点：就地消纳间歇式能源模式是被动式配电网的特点，一旦间歇式能源出现了过剩的发电电力，而配电网如果并不具备调节能力，这时候就无法向配电网进行上送，只可以将其出力降低。而具备间歇式能源调节能力是主动配电网的一个非常显著的特点，如果间歇式能源具有过剩的发电力，那么在使配网运行约束条件得以满足的条件下，主动配电网就可以利用多层次电网的分层消纳能力和柔性负荷将过剩的间歇式能源消纳掉。其次是分布式电源的调度：分布式电源在被动式配电网中主要是对本地负载进行平衡，因为其功率无法向配电网进行上送，因此在配电网的最优潮流运行中无法真正的参与进来；主动配电网能够利用源网的协调控制系统以可控可调度机组的形式使分布式电源在最优潮流的运行调度中充分的参与进来。再次是分布式电源的调度：如果被动式配电网一旦出现故障，分布式电源就会马上退出运行；而配电网如果在主动配电网中出现故障，那么在主动配网管理系统的控制作用和协调作用下仍然可以将电能提供给非故障区域的重要负荷。最后是分布式电源的监控：在被动式配电网中对分布式电源监控系统进行了独立设置，因此其很难与配电自动化之间实现协调控制；在主动配电网中配电自动化系统和分布式监控系统之间可以保证源网协调的一体化设计的实现，因此能够对分布式电源和配电网的控制起到有效的协调作用。
二、与传统配电网的主要差别
(一)负荷不确定性
传统电网（TDN）依赖不断扩大的电网容量，利用较大的电网容余度来应对负荷的不确定性，即单一通过供电侧解决负荷的增加问题，整个中低压配电网可视为电力系统的“被动”负荷。随着分布式能源的不断接入，配电网中电源不再单一，大量分布式电源可参与电网调节。ADN主要采用主动管理技术，通过主动电压调整、主动潮流管理及需求侧管理等方式，有效减少负荷波动及负荷增加对电网结构及容量的影响。
（二）保护策略
在TDN中电流为单向流动，而在ADN中含有大量分布式电源，电流有可能会双向流动，导致TDN中的保护方案在ADN中不适用。配网保护在ADN中面临很多新的问题，如自动开关之间的配合，开关与熔断器之间的协调及部分区域有可能会发生孤岛运行等。文献[3]通过收集所在线路的实时数据，利用后台处理判断线路故障并控制保护动作。
（三）需求侧管理
ADN中具有大量的分布式电源、分布式储能及可控负荷。分布式电源主要包括风能、太阳能等可再生能源；分布式储能一般包括铅酸电池、飞轮储能等；可控负荷一般包括电动汽车、空调等。由于在ADN中可调资源较为丰富，其容量相对于配电网占比已相当可观，因此可以利用主动控制在保证电网安全的前提下，尽可能增加新能源的消纳，提高电网的运行效率。
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三、主动配电网面临的挑战
（一）配电网网架基础薄弱
目前我国配电网网架结构比较薄弱，截止到2014年，在国网公司辖区内配电自动化总体的覆盖率为20%，仅仅是在个别一线城市配电网可以做到可观可控，因此建设ADN需要投入较大的资金去完善配网自动化设备。另外我国配电网电压序列一般为110/35/10/0.4kV，相对于国外400/225/20/0.4kV（巴黎），在电缆运行温度、安装空间及电缆使用寿命等多方面均处于劣势。再次从配电网结构来说，当前北京配电网的结构仅相当于国际一流城市80年代的水平，因此我国配电网网架结构仍需做进一步研究。
（二）电力市场未开放
我国的上网电价仍然实行政府定价方式，基本上所有的发电上网电价都采用单一电量电价方式，但不同的发电方式其上网电价水平存在差异，其中水电最低，其次是煤电、核电、气电、生物质发电，风电和太阳能光伏等上网电价则相对较高。由于政府主导电价，其价格几乎不变，因此ADN中各响应资源由于获得的收益较小，无法参与电网调节。我国现阶段也在积极推进电力改革，电力市场的建设也在稳步推进，只有建立完善的电力市场，主动配电网才能得到较大发展。
（三）利益主体目标不一致
主动配电网主要牵连到多方利益，如电力企业、用电服务商、分布式能源投资商、配电网居民用户及社会利益（主要是环境利益）等。
电力企业需要在保证系统安全、稳定运行的前提下，提高系统运行效率并获得收益；
用电服务商则通过各种技术手段为用户或者电力公司提供各种经济运行的方案，用户或者电力公司给予一定的经济回报；
分布式能源投资商则尽可能提高储能装置的利用率或者分布式发电的上网率；
居民用户通过参与用电服务商提供的需求侧响应方案进行电网调节，并获得一定的电价补偿或直接的经济收益；社会利益是指电力系统要尽可能多的接纳可再生能源，减少污染物的排放。由于每个参与的主体所考虑的出发点不同，因此在实际运行过程中，会造成难以协调各方利益，导致项目难以推进的局面。
四、主动配电网的发展建议
（一）加快推进电力市场建设
完善的電力市场是大力发展主动配电网的前提，只有通过动态电价才能最大限度的发挥主动配电网主动控制、主动调节的特点。电网的建设容量以往取决于电网峰值负荷，每年电网的峰值负荷出现的时段往往较短，因此会造成全年设备负荷率较低的问题，通过主动配电网可以有效减小电网的峰值负荷与峰谷差，提高电网的运行效率。
（二）加强需求侧管理
智能电网最鲜明的特点是“源-网-荷-储”之间信息的双向交互，其中“荷-储”为需求管理的范畴。分布式电源、分布式储能及用户可控负荷容量的增加，特别是电动汽车的兴起，使得用户可控负荷的容量迅速提高。2013年美国全年的需求响应资源满足了7.2%的峰值负荷，约为7200MW。
（三）加强资产管理
随着我国经济发展的速度放缓，电力需求增长也随之变慢，电力企业要提升盈利能力，实现企业社会责任的关键是资产管理技术。如对设备的健康状况跟踪，提前预防故障，或是进行有针对性的保养以提高其使用年限。另外也可以采用先进的技术来降低配电网的线损率。
五、结论
主动配电网的投运将提高地区清洁能源和可再生能源的占比，实现可再生能源全部消纳，改善环境，同时还将推动智能楼宇等一系列智能电网相关技术的建设发展。
参考文献：
[1]杨黎晖，许昭，J.ΦSTERGAARD，A.FOOSNS.电动汽车在含大规模风电的丹麦电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2011（14）.
[2]肖定鑫，王承民，曾平良，孙伟卿.考虑短时灵活性需求及资源调用成本的灵活性资源优化调度[J].华东电力，2014（05）.
[3]程军照，李澍森，冯宇，陈晓燕，凡勇，左文霞，石延辉.发达国家微网政策及其对中国的借鉴意义[J].电力系统自动化，2010（01）.
论文作者:刘丹科,王兆旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：配电网论文; 分布式论文; 主动论文; 电网论文; 负荷论文; 电源论文; 电价论文; 《电力设备》2017年第7期论文;