摘要：随着大规模分布式电源接入配电网，主动配电网已成为未来配电网的发展趋势。本文分析了主动配电网与传统配电网规划的区别，在此基础上提出主动配电网规划的基本流程；通过分析传统配电网规划的不足之处，进而论证了适用于主动配电网规划的关键要素，包括规划目标、主动管理措施、负荷预测与发电预测、规划方案综合评估。并对未来主动配电网规划研究方向进行了展望。
关键词：主动配电网；规划方案；综合评价
近年来，我国发布了一系列政策鼓励分布式能源的发展。大规模分布式能源的接入，其随机性、波动性和不可控性会影响配电网安全稳定地运行。主动配电网技术能够有效解决分布式能源接入问题，但同时也会对配电网经济效益、供电能力以及供电可靠性产生一定的影响。全面分析主动配电网技术对配电网多方面的影响，对主动配电网规划方案进行综合评价成为研究的热点问题。
1.电网规划评价指标体系的构建原则
面对资源环境压力与节能减排的双重压力，电力工业亟待低碳转型。主动配电网（ADN）有机整合先进信息通信、电力电子及智能控制等技术，为实现分布式可再生能源大规模并网与高效利用提供了一种有效解决方案，对支撑低碳经济发展具有重要战略意义。
在建立电网评价指标体系时，各指标的选取一方面要尽可能全面地反映电网实际情况，不能遗漏任一重要的指标，以便于发现电网中隐藏的问题;另一方面也要考虑到信息有效性、数据采集难度、计算量等实际情况，真正做到既不重复也不遗漏。因此，评价指标体系的建立需要满足一定的原则：
①与评价目的的一致性；
②直接的可测性；
③可比性；
④相互独立性
⑤整体的完备性。
电网规划评价指标体系的建立，除了要满足以上原则外，还有其自身的特点：
①相对于现状电网评价体系结构复杂、层次较多、底层指标设置繁多的特点来说，规划电网评价指标体系更注重于从电网规划的特点出发，从整体上对电网进行分析评价，指标设置更简洁；
②电网规划评价指标体系的设置要与城市特点及负荷特性相适应；
③对规划电网的评价除了注重指标数值的绝对量以外，更加注重指标数值的相对变化。
2.经济性评估指标体系
评估指标体系是由多个相互联系、相互作用的评价指标，按照一定层次结构组成的有机整体。针对主动配电网的特性，经济性指标的选取必须兼顾到分布式电源的占有率，以及不同规划方案之间存在着的巨大的投资与收益差异。综合各方面因素建立如图1所示的主动配电网经济性三层评估指标体系。
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图1 主动配电网经济性评估指标体系
3.主动配电网规划与传统配电网规划的区别
传统的配电网是被动的配电网，其运行控制和管理模式都是被动的。发电厂发出的电力经过输电网、配电网到达用户，中低压配电网常常被设计成电力系统的被动负荷，在无故障条件下一般不会进行自动控制操作，其控制的核心思想是被动的。但 DER的大量接入使得配电网产生了潮流的双向流动，负荷与电源有了双重不确定性，用户既是电力消费者又是电力生产者，参与到与电网的互动中来，这就要求对配电网进行主动规划、主动控制和主动管理。
为了利用 DG 特别是 RES（可再生能源）的优势，遵循“系统论方法”的思路，DG 不应该以孤立的模式馈入网络（以有源配电网的模式），而应与配电网充分集成而构成主动配电网。从物理概念上而言，“主动网络”是由连接到 MV/LV 变压器的几条中压馈线组成的一个区域网络。中压馈线接入 DG、RES 和负荷（MV/LV 变压器，中压客户等）。中压发电设备所产生的能量可在本地调度并平衡本地的负荷，在这种情况下，主动网络变成独立的输电系统（高压网），在紧急情况下它可作为能源馈入的第二个来源。虽然主动配电网采用网状结构适合接入大容量的DG，但在很多情况下，中低压网由于本地负荷不足，没有能力接入大容量的 DG。其结果是，本地的 DG（特别是 RES）提供给输电网，使得中压网向高压网反向供电。这样可能会影响到配电网运行的 3 方面问题：电能质量的劣化（供电连续性和电压质量）、负荷和电压水平的管理问题、网络安全性和设备的安全问题。
主动配电网比被动配电网有更柔性的技术标准、更分散的管理模式、更灵活的网络结构、更精确的模拟计算和更主动的控制与保护模式。基于主动配电网与被动配电网的区别，二者的规划方法也不相同。
对于主动配电网，负荷预测结果会受分布式发电和需求侧响应的双重影响，从而存在很大的不确定性，同时在进行系统设计时会受 DER 主动管理模式的影响。因此主动配电网的规划方法相对传统配电网的规划方法要复杂得多。主动配电网的规划方法需在规划阶段就考虑其运行时可能遇到的各种不确定性工况，在传统配电网规划内容的基础上综合考虑分布式能源的优化配置，以达到减小能源损耗、提高供电可靠性、优化资产利用率等目标，同时应将自动化规划和通信规划一起考虑在内。例如，在面对双向潮流时甚至有可能考虑将配电网从开环辐射状向闭环网状拓扑结构过渡，并以合理的费用集成信息通讯与电力电子换流技术，而不只是简单地考虑接入新的能源形式和储能设备。随着 DER 渗透率的提高，主动配电网规划还需考虑所有电源的协调优化问题，如与主网电源的协调问题。传统配电网规划的目的是在规划阶段解决运行问题，如容量匹配，而不考虑控制问题；而主动配电网的规划应该综合考虑运行和控制问题，以实现最优的技术经济性。
4.主动配电网规划与优化
4.1计算平台与评估流程方面
针对 ADN 的特性和需求，并考虑了 DG 接入的特殊需求，提出了 ADN 的规划流程，建立了一个 ADN 规划的案例研究平台，提出了具有 DG 的配电网可靠性评估流程。
4.2在储能系统应用方面
针对高渗透率 DG 接入的需求，提出了储能在不同电压等级配电网应用的策略，提出了配电系统中用于负荷平衡的储能优化配置的算法并进行了微电网中复合储能的优化配置研究。
4.3在优化方法方面
为了考虑 ADN 的可持续发展，提出了配电网集成 DER 的成本效益分析方法，提出了边远地区应用微电网的配电系统优化规划方法。
结语：
当前，我国正处于社会转型和智能电网建设的关键时期。随着配电网智能设备的安装、新型电力电子设备的应用、用户参与电网管理积极性的提高、DG 技术的发展、电力市场改革的不断推进，ADN 规划技术及方法需要进行不断优化、调整，跟上经济社会发展形势。建议ADN 未来的研究重点放在以下几个方面：
①多元化的ADN 投资主体，使得ADN 规划问题需要优化协调各投资主体之间的利益。规划模型不再简单地追求单一投资主体利益最大化，规划模型需要与时俱进，反映各方诉求。
②随着节能减排的呼声日益高涨，考虑 DG高渗透率、电动汽车、大量用户参与需求响应情况的ADN 规划研究将是未来研究的重点。
③资产管理是电网发展的基石，考虑资产管理以及信息通信技术的ADN 协调规划模型、规划方法的研究，主动管理对于延缓设备投资的量化研究，是配电网精细化管理、资产管理的未来发展方向。
参考文献
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论文作者:刘昆,包然,孙凤强,王楠,王兆卿,包伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：配电网论文; 主动论文; 电网论文; 指标体系论文; 分布式论文; 负荷论文; 评价论文; 《电力设备》2018年第22期论文;