主动配电网的运行控制技术分析

主动配电网的运行控制技术分析

韩永春

身份证号 : 1305341992080107** 天津 300000

摘要：在我国电力行业的发电过程中，分布式能源发电得到了广泛的推广和应用。但分布式能源发电比较随机，会出现间歇性发电，会造成电压不稳定，电网时有短路，电能质量不规则，无法很好地提供电能。由此可见，以往的配电网运行方式和控制技术并不能很好地服务于社会。我们需要创新和优化分布式电能，配电网主动运行控制技术应运而生。

关键词：主动配电网；运行控制技术

前言：随着科学技术的发展，我国电力科技正逐步朝着高效、智能控制的方向发展，旨在提高电力资源的分配和使用效率，实现电力系统的可持续发展。主动配电网是实现大规模间歇性新能源并网运行控制、电网与充放电设施交互、电力智能安全运行的有效解决方案。主动配电网方案有效解决了当前的电能质量和安全问题，对我国电力系统的发展具有良好的促进作用。

1.主动配电网的定义

主动配电网是指具有分布式或分布式能量和控制运行功能的电网。在信息技术和通信技术飞速发展的时代，配电网的控制模式和管理模式发生了巨大的变化，产生了主动配电网。与传统配电网相比，主动配电网响应速度更快、自动化水平更高、供电更可靠、电能质量更好、能耗更低、工作效率更高。主动配电网的应用对用户和电网企业都有很大的好处。对于消费者来说，主动配电网的接入更加灵活，可以更好地保证供电的可靠性和电能质量，同时也可以节省一部分电费支出。对于电网企业来说，主动配电网的应用可以降低电网企业的运营成本，这主要得益于主动配电网的高输电效率。

2.主动配电网的核心概念

主动配电网的核心是对分布式可再生能源的被动消耗进行主动引导和主动利用。通过这一技术，配电网可以从传统的无源电网转变为能够根据电网实际运行状态主动调节和参与电网运行控制的有源配电网。主动配电网的主要特点可以概括为四个方面：具有一定比例的分布式可控资源，网络拓扑可以灵活调整，具有完善且可观的可控水平，控制中心具有协调优化管理的能力。

3.主动配电网的发展现状

配电网的发展经历了三个阶段。一开始是传统的配电网，吸收DG和智能化的能力很低。随着分布式发电的逐步发展和微电网技术的兴起，可以实现孤岛运行，保证用户不间断供电，提高供电可靠性。但微网仍采取“安装遗忘”的策略被动接收DG，并积极开展相关研究工作，其中最具代表性的是CIGRE  C6专委会和美国电力研究院工作组，其研究内容主要集中在主动配电网标准制定、分布式能源运行与并网技术、示范工程建设等方面。Grec6作为主动配电网技术的倡导者，已完成主动配电网顶层概念设计、项目实施验证、模型算法开发等前期研究工作。2007年至2010年，欧盟第六个框架计划启动了最具影响力的ADINE示范项目。该项目通过引入先进的通信、自动化和电力电子技术，实现了大规模分布式电源接入配电网的主动控制和管理，对主动配电网的研发具有重要意义。我国主动配电网的研究工作起步较晚，但发展迅速。2012年，南方电网公司承担国家863计划“主动配电网间歇性能耗及优化技术研究与应用”，在某工业园开展主动配电网示范工程，国家电网公司计划建设统一的“坚强智能电网”，并围绕交流开展相关研究和示范项目，项目建成后，配电网在大量DG接入情況下将具有很强的主动调节能力，可实现对全部分布式能源的消纳，地区供电可靠性高达99.999%，供电电压合格率高于99%，还可实现能量互动、用电信息互动等功能。

4、主动配电网运行控制技术分析

4.1基于主动机制的智能自愈

基于主动机制的智能自愈技术对电网的运行状态进行实时评估，采取具有自我预防和自我恢复的能力，采取预防性控制手段，及时发现、快速诊断故障和消除故障隐患，变被动的事故处理为主动的抑制事故发生。基于主动机制的智能自愈系统由状态感知、分析评估、自愈决策和自我恢复四个模块组成。状态感知模块由智能配电网分析、主网感知、分布式电源感知和配电设备状态感知组成，可提高电网所有元件的可观测性和可控制性，增强对电力设备参数、电网运行状态以及分布式能源的监测作用。分析评估模块由脆弱性评估、在线风险分析、设备状态评估和在线安全预警功能组成，尽可能反映电网的实际情况，为电网自愈决策提供参考。自愈决策按照配电网运行的正常状态、警戒状态和故障状态考虑。正常状态时各参数指标在允许范围内，但对系统运行方式进行优化控制，提高传统的运行经济性。警戒状态时各参数指标没有越限，但部分指标处于警戒范围，此时采取预防控制，使系统恢复正常状态或者达到新的稳定状态。故障状态时，需要考虑按照经济性、预防性和故障性等内容制定网络重构方案。自我恢复模块分为主站集中控制策略和终端就地控制策略两个执行模块。

4.2需求侧响应

在电网系统运行的过程中，需求侧响应会直接影响到电力企业的供电质量以及用户的用电质量，对于整个电网的运行有着至关重要的作用，一般来说在电网运行的过程中，会通过需求侧响应来了解用户的用电需求，帮助供电企业进行科学的决策，从而对供电系统进行合理的优化和调节。但是主动配电网在运行的过程中，由于外接分布式电源数量增加，所以其运行优化的过程中，就需要加强需求侧响应的应用，充分发挥各个系统模块在配网系统运行中的作用，以此来减少需求侧响应的不确定性，使得最终的配网运行能够满足用户的用电需求。另外主动配网系统在进行需求侧响应优化时，还需要加强对用户用电情况的调查和分析，及时了解用户的实际用电情况，根据用户的用电需求变化，进行动态收费设计，并设计响应性能方案，以此来保证用户的用电需求和便利性。

4.3多能源系统协调优化

为了实现能源系统的协同优化，需要在系统总输入检修计划数据以及多能源系统的特性，并对新能源进行提及调用，从而满足调度评价功能，多能源系统调度评价功能主要包括调度优化的评价、调度策略效能的评价以及安全校核，相关工作人员要把握好协同优化与调度执行之间的关系，从而在分机预测的要求下，实现对主动配电网调度的优化。同时，多能源系统不仅能够对主动配电网相关设备进行协调优化，还能在实时监测的基础上，实现风险的分析与预测，这对加强主动配电网运行能力具有重要的意义。多能源系统在主动配电网安全运行控制当中，也发挥了重要的作用，多能源系统具有风险平抑的作用，只要相关工作人员输入数据，就能清楚地知道主动配电网的侧响应状态，在此基础上进行快速的决策。

5、控制方式选择

系统控制方式对系统控制资源有着重要的影响，对系统运行的水平和可靠性起着决定性的作用。主动配电网目前的主要控制方式包括集中式、分散式、分层式等类型。其中，集中式控制利用传感器将网络潮流信息或设备状态数据上传至能源管理系统，能源管理系统利用分层分布协调控单元对分布式电源、开关等设备发布控制指令、管理电网运行。

分散式控制通过分层分布式控制单元和本地协调控制器进行协调控制，其中分层分布式控制单元负责区域协调控制，本地协调控制器对本地设备状态信息进行采集，并及时给出控制命令。

分层式控制融合了前述两种控制思想，通过部署顶层能源管理系统、中间层分层分布式控制单元和底层本地协调控制器等多层次控制器，进行协同工作，提高配电网管控效率。

结束语：我国针对电力系统提出了主动配电网的运行和建设，主动配电网的建设也确实促进了我国智能配电网的发展，因此我国必须要对主动配电网运行技术进行探讨，通过完善的配网规划和技术应用，有效提高主动配电网的运行质量，促进主动配电网的运行和发展。

作者信息:韩永春，天津送变电工程有限公司

参考文献：

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2. 尤毅，刘东，钟清，等.多时间尺度下基于主动配电网的分布式电源协调控制[J].电力系统自动化，2014（9）：192-198，203.

3. 范明天,张祖平,苏傲雪,苏剑.主动配电系统可行技术的研究[J].中国电机工程学报.2013(22)