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摘要:在用电需求量日益增加的情况下,传统能源层面的电力供应已经无法满足社会对于发展的需求。为此,我国电力技术必须实现灵活、高效以及智能的转型。在主动配电网技术的帮助下,大规模间歇式新能源并网运用的控制以及智能配电使用情况的分析等均得到有效发展。在该配电技术的帮助下,电网的安全性得到全面保障,配电网短路以及供电质量低等常见问题均得到有效解决,对于国内电力行业的发展更具有极强的推动作用。为加深对主动配电网的理解,本次侧重对该配电网技术特点以及发展情况进行简单概述。
关键词:主动配电技术;进展;协调控制
结合国内以往的配电方式来看,灵活的网络结构以及极大的容量裕度依旧是解决配电网在使用过程中存在稳定性问题的关键,使得整个电网系统具备极高的安全性与有效性。而在电力行业持续发展的情况下,主动配电技术的开发与运用,在很大程度上促进了分布式能源在电力系统中的发展,在实现电网智能化的同时,更使得电网运行系统更加的繁杂,在一定程度上增加了电网管理的难度。同时,在主动配电网技术的帮助下,国内电网运行中潜在的网架薄弱,可利用的再生能源少的问题均得到有效解决。从总体上来看,在该技术的推动下国内电力行业的发展上升到了新的阶段。
1 主动配电网的主要特点
结合CIGRE C6.11工作报告的对应内容可以发现,主动配电网的本质在于,借助当前先进的通信技术、信息技术连同电力电子技术等事项对分布式能源在电网使用中安全、有效的管理,并能得到对间歇式新能源自主协调控制的作用。从发展的角度上讲,主动配电技术建立在智能配电网技术的层面上,是一个长期的过程,即信息流与能量流的有机结合。该配电网与以往单项供电被动式配电网有着本质上的区别,具体表现在以下层面上:
(1)间歇式能源消纳。此前,广泛使用的被动式供电系统的核心就在于消纳间歇式的能源模式,而配电网自身缺乏有效的自主调节能力,一旦该模式在能源输送中出现电力剩余的情况,就将直接导致电力无法安全、有效送配至输电系统,导致电网整体运行效率持续降低。而主动配电网存在对间歇式能源自动调节的作用,但间歇式能源输送出现剩余时,可采用多层次网络电荷以及柔性电荷重新分布的方式对多余的间歇式能源进行消纳。
(2)DG调度。在此前的被动式配电网系统中DG主要作用表现在对负载进行平衡的层面上。其主要原因在于,倘若被动式配电网的有效功率无法准确的输送到配电网中,将直接导致整个调度系统失去作用,无法为配电网运行提供保障,而主动式配电技术在源网协调控制系统的作用下,能够使得DG成为控制性强,兼备高效调度作用的机组融入到配电网的使用过程中,实现对配电网的优化与升级。
(3)DG保护。传统被动式配电网最主要的特点在于,一旦电网在运行过程中出现故障,那么DG将立即停止工作,无法达到对配电系统持续、完整保护的目的。这也是以往被动式配电网在使用中最大的缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而根据主动配电网技术的特点,能实现对DG的有效保护,当配电网出现故障时,在主动配电网的协调管理作用下,可使得DG继续为不存在故障的区域进行供电,确保整个配电系统的效率。在该技术的帮助下,可有效提升配电网检修的效率,可在最短时间内对故障位置进行定位,确保电网在使用中的安全性。
(4)DG监控。传统被动式配电网DG的监控均是相对较为独立的,无法做到将配电网系统与DG监控相结合。在主动配电网技术中,资源分配的管理模式能够将配电网与DG监控系统有效结合,达到一体化设计与运行的效果。确保配电网在使用中监控工作的有效性。
2 主动配电网中的核心技术
以往的配电系统主要以电力潮流由变电站单向流至负荷点而设计。随着DG逐步被运用于配电技术,能源市场的迅速发展以及储能技术的优化都将使得配电网的运行、发展以及分析方式发生巨大的变化。也正是基于该方面因素,主动配电网的运行、规划有了全新的内容。结合主动配电网技术的使用情况可以发现,其核心技术类别较多,涉及到成本效益分析技术、分层分布协调控制技术、综合规划技术以及全局优化能量管理技术等。
2.1 综合规划技术
在传统配电网运行过程中,基本未注重DG引入对整个配电网所造成的影响。与此同时,在主动配电网的控制以及网络结构的规划上均存在一定的局限性。在主动配电网络技术的推广下,在对以往配电系统进行合理规划的同时,更推动了重新布线、配电网络重建以及新网络并入等工作的进程。主动配电网在整体规划的过程中,对资金利用、资源配置以及分布式能源安置等进行合理规划,使得各项工作开展更加符合当代电网运行的需求。但是,需要注意的是在主动配电技术整体规划的模式下,虽然在绝大程度提升了电网运行的综合效率,但也存在极高的不确定性,导致可再生能源的间歇性不确定的特点更加的明显。
结合国内对分布式能源优化配置的情况来看,相对较为规范、科学的规划模型已形成。目前,处于使用中的规划模型涉及到了主动配电网规划与运行中的各个方面,在提升配电系统的可靠性、减小电线的损失以及控制电力输送中的能源消耗方面均发挥着重要作用。
在分布式能源优化配置研究的持续推进,为主动配电网的规划与发展均奠定了理论基础。而当前主动配电网在配置中存在的缺陷却不容忽视,未充分考虑到主动配电网对于绿色能源的兼容性。主动配电网的设计规划必须要考虑到负荷需求持续增长、间歇式可再生资源发电等方面因素,逐步将主动配电技术向着能源损耗小,增加绿色资源的利用率,提升供电安全性的方向发展。在综合规划技术的运用下,保证国内电网技术运行中的效率,促使供电系统安全、高效的发展。
2.2 分层协调控制技术
主动配电网中最核心的一点就是DG单元以及储能单元能够被电网运行人员进行调控。在分布式能源持续发展下,电网之间的连接更加复杂,由多个DG集成。在主动配电网技术下,通过分成控制的方式,可实现对DG的快速调节。
2.3 全局优化能量管理技术
主动配电网技术最直接的价值体现在对配电网的管理中。在DG以及其他可控资源被逐步引入的情况下,实现对可再生能源高度兼容的的有效控制。有关研究指出,在一致的网络基础条件下,采用主动配电网的全局优化管理技术能使得集成的分布式能源量增加2倍。可见该管理技术可实现对配电网络运行效率的有效提升。
2.4 成本效益分析
国内主动配电网技术尚处于发展中,虽然在实现电网全局管理与控制的层面上已有显著成绩。但在主动配电技术可行性分析的层面上还存在着巨大的缺陷,导致后续成本效益分析工作存在较大难度。主动配电体系的利益主体在发展目标上存在着较大的差异,导致无法采用泳衣的标准对各项技术的经济适用性进行评估,无法得到对利益关系相互协调的目的。可见,在进行成本效益分析时,还是需要按照多目标优化的方式进行。
3 总结
结合以上分析可以发现,在主动配电网持续推广的情况下,将从根本上增加电网对绿色能源的兼容性,并增加对现有资源的综合利用效率,将成为今后电力研究的重点。但结合国内主动配电网技术的研究进程来看,与国外部分国家相比还存在着一定的不足,需要在今后工作中持续推进。
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论文作者:薛川
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
标签:配电网论文; 主动论文; 技术论文; 电网论文; 能源论文; 被动式论文; 分布式论文; 《电力技术》2016年第11期论文;