梁骏 丁亮 严浩 李勇涛 李仁杰
(国网合肥供电公司 安徽合肥 230022)
摘要:主动配电网规划中存在很多问题,当前对这方面的研究正处于初级阶段,因此研究机构、工作人员要加大对这些问题的深层探索,并注重引用现代化技术解决问题,进而优化主动配电网规划工作,加速主动配电网规划的应用步伐,实现预期设定的工作目标。
关键词:主动配电网规划;相关问题;研究
1主动配电网技术释义
主动配电网在国际上被称之为ADN,它的主要内涵以及相关的技术范围都还没有得到合理的解释。根据国际上比较权威的电力认证会议所给出的相关解释来看,研究人员认为主动配电网就是通过对电网当中的能源进行主动性的分配并能够给予一定的管理和控制。该种配电方式比传统的配电网更加灵活多变,其技术结构也将更为复杂。但主动配电网从一定程度上将改变电网当中的电流分布,其能在电力工人的监控和管理下以最为标准的方式对电网中分配的能源进行分布[1]。其实,主动配电网主要依靠了高智能的电子控制器以及灵活且高速的通信网络。这些技术的支撑使主动配电网在参与电力的调节过程中运行稳定,实现了主动配电网对电力供需的优化。
2与传统配电网规划对比分析
为了提升网络的有效性和安全性,传统配电网络对负载的不明确性主要是源于其具备的大容量和灵敏的网络结构,但引用的运行方式和管理方法非常简单。在与配电网络连接的DER渗透概率持续上升的背景下。配电网的规划形式和运行方式越来越烦琐,投资利益也受到了影响。[2]传统意义上的配电网在规划过程中,并没有分析分布式能源接入配电网的影响,而是以电力潮流从变电站单向转变为负荷点这一前提进行设计,只是对某个负荷预测值提出最大容量裕度来面对最严重的运行条件,进而为规划时期提出有效的解决策略。由此可知,规划方法非常单一,资产难以全面引用,不具备灵活控制的特点。
传统的配电网是被动的配电网,其运行方式和管理形式等都是被动操作的。发电厂提供的电力通过输电网、配电网传递给应用者。中低压配电网一般被设计为电力系统的被动符合,在没有故障的影响下是不会实施自控管理的,其掌控工作是被动操作的。但在DER大量引用的情况下促使配电网出现了潮流的双向流动,负荷与电源出现了双重不明确性,应用者不但是电力消费者,而且也作为电力生产者存在,可以参加到电网互动中,此时需要配电网主动设计、主动控制。
为了合理引用DG(含分布式发电),尤其是可再生能源,研究人员要依据“系统论方法”的思路进行探索,决不能让DG依据独立的形式馈入网络,而是要与配电网整合构建主动配电网。以物理角度分析,“主动网络”是通过连接到MV/LV变压器的几条中压馈线构建的一个区域网络。中压馈线接入DG、RES与负荷。中压发电设施带来的能量可以用于本地调节和平衡负荷工作中,在这一背景下,主动网格成为单独的输电系统,在紧急情况下可以作为能源馈入第二个来源。虽然自动配电网引用的网状结构可以用来接入大容量的DG,但在很多环境中,中低压网因为自身负荷不充裕,没有能力再接入大容量的DG。在这一背景下,本地DG提供给输电网,会让中压网向高压网反向供电。在这一背景下会影响配电网运行的三个问题:电能质量、负荷和电压水平的管理问题及网络安全性和设施的安全问题。
3主动配电网现状分析
在传统电网现状分析基础上,主动配电网规划需要增加分布式电源、储能系统的分析,还需要增加分布式电源接入瓶颈的分析。
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3.1分布式电源现状分析
在设备方面,分析各类型分布式电源接入电压等级、装机容量是否合理;分布式电源保护装置是否按照标准配置,如是否配置高/低电压保护、高/低频率保护、防孤岛保护、恢复并网保护、过流与短路保护及事故解列装置等。在运行方面,从发电情况、日有功曲线及电压质量分析运行情况。发电情况需说明分布式电源的年发电量及发电量曲线,重点应分析分布式电源渗透率。日有功曲线分析需分析典型日发电功率曲线,计算分布式电源的出力负载率。通过配电网接入分布式电源后馈线各负荷节点处的电压质量分析分布式电源接入后的电压质量情况。
3.2分布式电源接入瓶颈分析
面对大量分布式电源的接入需求,应分析现状电网的分布式电源接入瓶颈,为电网建设改造需求提供先决条件。分布式电源接入配电网的容量主要受到变电站和线路2个方面的约束,其中,变电站对分布式电源接入的限制条件主要包括变电站最大负荷与变电站剩余间隔等,线路对分布式电源接入的限制条件包括线路输送容量与电压偏差等。
4主动配电网规划的相关问题分析
4.1网络解与非网络解
国际上的主动配电网规划面临的问题在于,成熟的配电网络依据非网络解的方式来提升配电网的供电能力和供电概率。而中国的主动配电网规划要解决的问题在于,满足符合加速提升的基础上对各类分布式能源的渗入,也就是在解决网络解的同时,还要处理非网络解。
4.2规划周期
主动配电网规划除了要突破传统规划工作提出的解决方案带来的约束外,还要分析非网络解决方法,如需求侧集成、无功管理等。这些都是需要在规划时期分析的问题,要以智能信息通信技术和现代化计量基础设施为基础进行操作。
4.3数学模型
主动配电网规划是一项烦琐的组合优化问题,其中包含的目标和影响因素有很多,当前国际上有关其的探索和开发工作正处于初级阶段。因此,在DER接入配电网络的过程中,特别是在高渗透率的背景下,有关技术的问题,如网络元件的热平稳数值、电压调节剂其他技术约束条件等,都是工作人员需要思考的重点。
4.4信息与通信
在新时代背景下,全新的主动式智能配电网是以计量基础设备和智能信息通信技术为基础,整合配电网络运行过程中的各项信息,确保其可以引用现代化规划研究工具来明确配电网络中的电压与无功功率,以此控制系统的损耗。除此之外,现代化的保护和馈线自动化设施,可以通过网络研究工具和智能技术精心管理,明确其中存在问题的位置,系统将会自主重新配置,进而控制故障的出现,此时不需要系统运行人工的参与。
4.5不确定性
为了保障供电的有效性,主动配电网规划要在分析DG出力不明确的基础上,分析负荷的不明确性,以此提升储备设施配置的投资需求,除此之外,还要分析上级电网容量和发电容量。这是因为下级电网接入大量DG会带来相应的运行支出。为了解决这些问题,现有电力系统的技术要具备充裕的发电机容量、路线容量等,但这就需要增加影响投资,但若是容量过小将会增加风险。
4.6计算技术
新设施的引用促使工作人员在工作中要提出新的算法。主动配电网和被动配电网在模拟计算机模式中的变化是以ICT技术和AMI技术为依据,在工作中需要分析这些技术的有效性。
结束语
自动配电网规划是一种主动管理的方式,具备的灵活性非常大。主动配电网规划可以为解决电压升高、优化配电资源利用效率等工作提供依据。但通过了解当前自动配电网规划工作情况可知,其在引用过程中并不娴熟,此时就需要工作人员依据这一管理形式为主,深层探索其蕴含的内容,全面展现主动配电网规划的作用,进而为我国电力行业的发展奠定基础。
参考文献:
[1]缪立恒,王震.主动配电网规划原则探析[J].机电信息,2017(03):17-21.
[2]黄彦钧.探讨主动配电网规划的原则[J].科技创新与应用,2017(17):180.
[3]张强,田立军,齐大勇.主动配电网规划中的光伏电源优化配置及动态调整[J].电力系统及其自动化学报,2017,29(09):98-106.
[4]蔡新军.解析主动配电网规划相关问题[J].通讯世界,2017(21):284.
论文作者:梁骏,丁亮,严浩,李勇涛,李仁杰
论文发表刊物:《河南电力》2018年16期
论文发表时间:2019/1/23
标签:配电网论文; 主动论文; 分布式论文; 电源论文; 网络论文; 电网论文; 负荷论文; 《河南电力》2018年16期论文;