Active Distribution Network
Management in Europe
by Bostjan Bla i University of Ljubljana
Slovenia
December 10-12th , 2008 Nice ?France
VRB, 5 kW, 10 kWh
§wireless (radio, GSM)
面向主动式配网的微电网技术初探 发表时间：2018-05-10T15:37:54.433Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：韩云海1 刘翠娜2 [导读] 摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。 (1南京国电南自电网自动化有限公司 211106；2协鑫电力设计研究有限公司 210009) 摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。微电网技术的应用，给配电网的建设带来了更多的便利，不仅能够降低电网的供电成本，减少能耗，还能实现分布式电源的有效管理和对配电网有效调节与控制。因此，在主动式配电网中引入微电网，完善微电网相关工作有着重要的实际意义。本文主要阐述了微电网技术的优点，分析了其在主动式配电网中的应用情况。 关键词：主动式配网；微电网技术；初探 电能作为一种便捷的能源，与国民经济息息相关。在国家政策的扶持下，大区域互联的同步电网成为中国主要的电力供应渠道。在能源危机与环境污染的双重压力下，超大规模电力系统的弊端也日益显现。尤其在风电、光电等可再生、间歇性能源高渗透接入后，传统的配电网已无法缓解其对电网的冲击。电力系统急切需要一种技术来吸纳大量间歇性能源，将传统的被动式电网转变为主动式电网，以便对大量间歇性能源进行主动控制和主动管理。微电网技术是主动式配电网发展的关键技术，开展储能技术、分布式、微电网供能相结合的研究，是电力系统主动适应国家能源发展战略，积极应对能源危机的有效途径。 1、配网异动主动式管理初探 1.1、开展配网异动管理薄弱环节整治 （1）开展图实不符情况核查。以自查为主，以抽查为辅，全面开展配网设备图实不符情况核查工作。配网运行单位在核查过程中，认真组织核查配网线路系统接线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，保证图实相符。 （2）开展“拉网式”“地毯式”现场核查。组织配网运维人员深入辖区各配电台区、各条线路现场，以“拉网式”“地毯式”方式全面了解台区设备和线路的真实信息，与现有图纸数据进行核对，对发现的图实不符情况要做好记录，并上报公司相关部门进行整改。 （3）根据核查上报的《设备整改跟踪及清理排查表》，组织运维部门和调控分中心安排专人核查配网线路单线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，并重新修改CAD图纸和EMS系统图纸，确保配网图纸图实相符率100%，配网图纸系统相符率100%。 （4）实行领导挂片督导。为使图实相符整治工作有序推进，由公司领导分别挂片，按照核查内容、工作要求和完成时限进行现场抽查，确保图实相符专项整治工作按期高效完成。 1.2、优化设备异动管控流程 以省地县一体化调度管理系统为依托，推进配网异动管理新流程上线，实现县调配网异动的申报、审核、受理、处理全过程电子化，解决新建、改建、大修配网工程（包括业主扩建、增容、销户）及故障抢修等引起的配网网络拓扑、参数及设备命名变化引起的配网设备异动。以业主扩建工程为例，对其管理流程进行优化。 （1）流程优化之前配网设备异动采取“线下”模式，主动管理手段不到位，导致异动发起无法监管，异动时间滞后，异动流程缓慢。主要流程：检修计划完成后由配网运行单位发起异动申请，填写纸质的异动单签名盖章后送至调控分中心，由调控分中心根据异动单内容，发布异动设备调度命名及系统图纸更新，配网运行单位修改CAD图纸。 （2）优化流程配网异动采取“线上”模式进行，在检修计划施工前5天，由施工单位提供异动设备基础资料至配网设备运行单位，由配网设备运行单位发起申请，在施工前3天完成异动流程申请，并将异动单与检修申请票关联，提醒调控员该检修计划需异动，依据异动单和检修申请票才能许可该项计划。通过优化流程较好地管控异动发起、异动完成时间、异动执行人责任，整个流程清晰，人员各司其职，执行力大大提高。主要流程：营销部门相关人员于异动工作实施至少5个工作日前在OMS系统的配网异动审核流程中发起申请，营销专职审核发生异动的业扩工程，营销负责人审批发生异动的业扩工程；运维部门人员根据异动申请绘制异动后的配网图纸，并在OMS系统配网异动模块中上传异动前后图纸。 2、微电网技术在主动式配电网中的应用 2.1、提高分布式能源的利用效率 微电网技术可以有效调节配电网中双向电流的大小和方向，因而能够对分布式电源进行柔性消纳。这种对分布式电源功率的有效调节，可以在保证正常供电的情况下，将多余的能量输送到其他电网中，也可以输送到负荷或者微电网系统中。这种做法的优点是，可以实现对电力资源的充分利用。因此，通过微电网技术的应用，主动式配电网可以有效提高分布式电源的利用效率，实现高效节能的效果。 2.2、微电网中的储能技术 储能装置在微电网系统中扮演着能量调节和后备电源的角色。微电网对于电能存储的要求主要有3个方面：①保证稳定可靠的供电，如电压补偿、不间断电源等；②提高新能源发电并网性能，如平抑风力，光伏发电等新能源发电输出功率的间歇性、波动性；③提高电能利用效率的优化能量管理。显然一种储能元件很难同时满足这些要求，因此在微电网系统中需要采用多元组合储能[16]。鉴于中国储能技术还处于起步阶段，研发快速高效低成本的储能电池与对复合储能系统的优化控制将是微电网领域的重要课题。 2.3、提高配电网电压质量 在主动式配电网中，由于存在很多的分布式电源和储能装置，并且负荷也有很多，这就使得配电网的电压分布不稳定，处在不断变化的过程中。并且，多数情况下，这种电压的变化是没有规律的。这就容易导致电压质量不高，进而会直接影响到配电网中设备的寿命。所以，对主动式配电网的电压稳定性进行控制尤为重要。微电网技术的应用，可以具备电压协调控制功能，能够对分布式电源和储能装置的参数进行控制，使得主动式配电网接口处的电压得到有效控制，从而能够减少电压不稳定现象发生的概率。 2.4、微电网的保护 传统的配电网的保护系统相对较为简单，主要采用速断和过电流两种保护方式，含大量DER的微电网接入彻底改变了配电系统故障的特征，使配电网的故障无法及时、准确地切除，对配电系统稳定、设备健康状态造成破坏。针对微电网的保护问题主要可归纳为3个方面：①微电网内的DER与原有配电网保护的配合问题；②微电网接入后对线路重合闸的影响；③孤岛检测和逆功率保护问题。
关于主动配电网技术及其进展的探讨 摘要：在我国城市化进程不断推进的背景下，社会用电量显著提升，但是因为传统能源储量的限制，我国的电力技术正逐步向智能化、高效化、灵活化的方向发展，旨在保证电力行业的可持续发展。主动配电网技术可以实现大规模间歇式新能源并网运行控制，有效改善传统电网中存在的安全性问题以及配电网短路容量等问题，促进电力行业的健康、稳定发展。本文主要对主动配电网技术及其进展进行了详尽的探讨，力求为今后工作提供一定的技术支持。 关键词：主动配电网技术；进展；探讨 引言 在我国传统的配电网发展运行过程中，通常是依靠灵活的网络结构和较大的容量裕度来应对配电网运行过程中存在的电网运行稳定问题，从而保证电网系统的安全可靠运行。随着我国电力行业的发展，电网技术的发展，主动配电网技术的实施，有效地提高了分布式能源在电力系统的发展，使得电网系统的运行变得更加复杂，同时也更加的智能化。对于电网运行过程中存在的可再生能源消纳能力不足、网架薄弱、自动化水平低的问题都得到了有效的改善，因此主动配电网技术的实施对于我国电力行业的发展起到了很好的促进作用。 1.主动配电网技术概述 传统配电网是一种基于电网供电与用户用电之间的单向电力分配的网络，是一种电网(网)－负荷(荷)双元结构，随着分布式能源(源)在配电网的高度渗透，传统配电网的二元结构将逐步升级为源－网－荷的三元结构源的接入，不仅改变原有的网－荷单向电力潮流，形成网－荷源－荷源－网的双向复杂潮流，而且由于源的不确定性，使得源－网－荷三元结构很难形成稳定的平衡主动配电网的提出正是基于这一现状使得源－网－荷高度协调，缓解及消除源荷的不确定性，实现三元结构的新平衡。 2.主动配电网技术的发展 源实现有效的网络运行调度以后，不再是单纯的简单连接，而是通过多个DG 集成，形成复杂的控制系统，从而在智能化的主动配电网结构系统中，实现对DG的快速控制，通过实现分层控制，从而能够主动地解决主动配电网多分布式能源和其他可控装置的协调运行，从而在优势条件下实现对分布式控制结构的有效管理。现有的配电系统是在电力潮流从变电站单向流向负荷点这一基础上完成设计的，但是DG的接入，使得配电网的市场发生了较大的改变，对配电网的规划、运行和分析方法都发生了较大程度的改变，这也使得主动配电网的规划、运行和分析有了新的内容和控制理念。下面我简要对主动配电网技术的发展进行探讨。 2.1主动配电网的综合规划技术 在以往的配电网系统中，没有考虑到DG的引人对于配电网产生的影响，同时对于主动配电网的灵活控制特性和网络结构都没有达到较好的规划程度。主动配电网技术的应用，使得主动配电网的规划不但对传统的配电网实施了有效地规划，同时对于重新布线、网络重构和安装新的联络开关等都产生了较大的影响。在整个主动配电网的综合规划过程中，通过对资源配置、资金利用以及分布式能源、需求等方面进行综合考虑，但是这样的规划设计会提高了主动配电网综合规划的不确定性，使得可再生能源的间歇性出现较大程度的不确定。 当前我国已经有部分学者对分布式能源的优化配置进行了一定的研究，当然
主动配电网运行方式及控制策略分析 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。为适应新形势的发展，主 动配电网加强了对电源侧、负荷侧和配电网的控制，强调对各种灵活性资源从被 动处理到主动引导与主动利用。 关键词：配电网；控制；分析 本文从主动配电网的组成特点出发，结合主动配电网的运行方式分析和控制 方式选择，梳理主动配电网的控制方法和手段，提出源网荷互动全局控制中心的 功能设计，提出针对配电网运行数据、营销数据及电网外部数据的的数据中心支 撑方案，从而支持多种形式能源接入的监视控制与双向互动，支持海量数据的处 理与分析决策能力。 全局控制中心主要包含全局协调优化、区域协调优化、分布式控制等内容， 强调对配网运行的主动控制。通过运维支持服务、协同优化控制、综合服务等实 现全局协调优化功能，通过用能能量管理、电动汽车充电管理、储能管理、分布 式能源管理等实现区域协调优化，通过储能、电动汽车、分布式能源等灵活性资 源实现分布式就地控制。 1 主动配电网运行控制框架 1.1 主动配电网形态 主动配电网重点关注能源生产的配给和综合利用，将其基础框架按照能源生 产与消费层、能源传输层、能源管理大数据平台和能源管理应用层四个层面进行 考虑。 （1）能源生产与消费层为充电汽车、分布式发电、储能设备和“冷、热、电” 联产构成的主动配电网能量流层，该层中的用户可是能源的生产者，也是能源的 消费者，负荷具备柔性的调节能力。 （2）能源传输层为主动配电系统的配电网络，具有拓扑结构灵活，潮流可控、设备利用率高等特点。 （3）大数据平台使适应主动配电网特点的服务平台层，包括云平台、大数据处理技术和智能电网服务总线，支持能源生产、传输、消费等全过程的数据存储、分析、挖掘和管理。 （4）能源管理应用层要求实现主动配电网各种运行与控制功能，主要有电网运行态势感知、全电压等级无功电压控制、自适应综合能源优化、分布式发电预测、馈线负荷预报、故障诊断隔离与恢复、合环冲击电流在线评估与调控、风险 评估与状态检修等，同时是为能源全寿命周期提供优化控制决策和服务的集成调控—运检—营销于一体的智能决策支持系统。 1.2 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。
主动配电网运行方式及控制策略分析 发表时间：2019-11-08T14:49:47.740Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：韩晓曦[导读] 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。 (身份证号码：12010219850221XXXX 天津 300000) 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。为适应新形势的发展，主动配电网加强了对电源侧、负荷侧和配电网的控制，强调对各种灵活性资源从被动处理到主动引导与主动利用。关键词：配电网；控制；分析本文从主动配电网的组成特点出发，结合主动配电网的运行方式分析和控制方式选择，梳理主动配电网的控制方法和手段，提出源网荷互动全局控制中心的功能设计，提出针对配电网运行数据、营销数据及电网外部数据的的数据中心支撑方案，从而支持多种形式能源接入的监视控制与双向互动，支持海量数据的处理与分析决策能力。全局控制中心主要包含全局协调优化、区域协调优化、分布式控制等内容，强调对配网运行的主动控制。通过运维支持服务、协同优 化控制、综合服务等实现全局协调优化功能，通过用能能量管理、电动汽车充电管理、储能管理、分布式能源管理等实现区域协调优化，通过储能、电动汽车、分布式能源等灵活性资源实现分布式就地控制。 1 主动配电网运行控制框架 1.1 主动配电网形态主动配电网重点关注能源生产的配给和综合利用，将其基础框架按照能源生产与消费层、能源传输层、能源管理大数据平台和能源管理应用层四个层面进行考虑。（1）能源生产与消费层为充电汽车、分布式发电、储能设备和“冷、热、电”联产构成的主动配电网能量流层，该层中的用户可是能源的生产者，也是能源的消费者，负荷具备柔性的调节能力。（2）能源传输层为主动配电系统的配电网络，具有拓扑结构灵活，潮流可控、设备利用率高等特点。（3）大数据平台使适应主动配电网特点的服务平台层，包括云平台、大数据处理技术和智能电网服务总线，支持能源生产、传输、消费等全过程的数据存储、分析、挖掘和管理。（4）能源管理应用层要求实现主动配电网各种运行与控制功能，主要有电网运行态势感知、全电压等级无功电压控制、自适应综合能源优化、分布式发电预测、馈线负荷预报、故障诊断隔离与恢复、合环冲击电流在线评估与调控、风险评估与状态检修等，同时是为能源全寿命周期提供优化控制决策和服务的集成调控—运检—营销于一体的智能决策支持系统。 1.2 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。 1.3 运行控制架构 1.3.1 传统配电网运行控制架构传统配电网是电力系统向用户供电的最后一个环节，一般指从输电网接受电能，再分配给终端用户的电网。配电网一般由配电线路、配电变压器、断路器、负荷开关等配电设备，以及相关辅助设备组成。传统配电网供能模式简单，直接从高压输电网或降压后将电能送到用户。传统配电网中能源生产环节为集中式发电模式，能源传输环节为发输配的能量单向流动，能源消费环节为电网至用户的单向供需关系。 传统配电网运行控制完成变电、配电到用电过程的监视、控制和管理，一般包括应用功能、支撑平台、终端设备三个部分。应用功能一般包含运行控制自动化和用电管理自动化两块内容，实现对配电网的实时和准实时的运行监视与控制。支撑平台为各种配电网自动化及保护控制应用提供统一的支撑。终端设备采集、监测配电网各种实时、准实时信息，对配电一次设备进行调节控制，是配电网运行控制的基本执行单元。应用功能通过运行控制自动化和用电管理自动化完成配电网的运营管理。运行控制自动化主要包括配电SCADA、设备保护、停电管理、电网分析计算、负荷预测、电网控制、电能质量管理、网络重构、生产管理等功能。用电管理自动化监视用户电力负荷情况，涉及用电分析、用电监测、用电管理等环节。支持平台完成包括配电量测、用电量测、图形管理等功能数据的采集、分析、存储等，为系统运行提供数据支撑。终端应用包括电网侧和用户侧两个方面。在电网侧，通过包括RTU、传感测量设备、故障检测装置、馈线控制器等在内的二次设备对并联电抗器、开关/断路器等一次设备进行监察、测量、控制、保护和调节。在用户侧，通过电表等传感测量设备对用户的进行用电计量。 1.3.2 主动配电网运行控制架构与传统配电网运行控制相比，主动配电网运行控制形态考虑全局的优化控制目标，预先分析目标偏离的可能性，并拟定和采取预防性措施实现目标，同时通过互动服务满足用户用能的多样化需求。应用功能方面，通过互动控制模式实现配网系统的统筹优化控制，同时通过互动服务满足用户的多样化用能需求。数据平台方面，构建全网统一模型对所采集全网的各类数据进行数据整合、存储、计算、分析，服务，满足按需调用服务、公共计算服务要求。终端设备方面，充分利用就地控制响应速度快的优势，对配电节点的分布式能源和可控负载协调控制。结束语：
配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。 来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，本报记者进行了详细调查。 为什么要研究主动配电网？ 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险 提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。 配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传
主动配电网文献综述 摘要：分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性，同时，未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网的一种发展模式，主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的关注。本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。 关键词：主动配电网，分布式发电，潮流算法，粒子群算法，混合算法 0引言 近年来，全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发，严重威胁着人类社会的可持续发展。在诸多因素中，人类过度排放温室气体被认为是导致全球气候变化的重要原因[1,2]。 为应对上述挑战，英国政府于2003年首次提出了低碳经济的发展理念。发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制，其关键在于对可再生能源的有效开发与利用。对此，一种解决思路是从配用电环节入手，建立协调关联分布式可再生能源发电、配电网络与终端用电的集成供电系统，实现对可再生能源的就地消纳与利用。分布式配用电系统优点有建设周期短、投资成本低、运行灵活，且抗风险能力更强[3,4]。 传统配电网中，电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点，其运行方式和规划准则相对简单。然而，分布式能源的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造成显著影响。而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素，因此难以满足低碳经济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用的要求。 与主要关注用户侧的微电网（Micro-Grid, MG）不同，ADN 主要面向由电力企业管理的公共配电网。它是一种兼容电网、分布式发电及需求侧管理等多类型技术的全新开放式配电系统体系结构。ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度，强调在整个配电网层面内借助主动网络管理（Active Network Management, ANM）实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位提高[5]。 本文将介绍主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。 1 国内外技术现状 主动配电网（AND）是近几年来才提出的新名词。最早美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）提出了“微网”的概念，微网是由微电源和负荷共同组成的系统，可同时提供电能和热量，其组成结构较ADN 简单，也可以说是ADN的一种特殊形式。 1.1国外技术现状 目前对ADN的研究处于领先地位的主要有北美、欧盟和日本等。美国CERTS己在美国电力公司Walnut的微网测试基地成功验证了微网的初步理论；欧盟推出了“Microgrids”和“More Microgrids”个主要项目，德国太阳能研究所建成的微网实验室规模最大，容量达到200kV A，该研究所还在其实验平台设计安装了简单的能量管理系统；日本常规能源较为匿乏，在可再生能源幵发和利用上投入较大，已在国内建立了多个微网项目，其微网实验系统的开发亦处于世界领先水平。 截至2013年，欧盟开展了ADINE、ADDERSS、GRID4EU等代表性的ADN示
被动配电网向主动配电网发展的必然趋势—范明天 就像当年争论是否将“smart”翻译为智能电网，国内电力界的精英们现在还在为将active 翻译为“主动”还是“有源”苦恼。主动配电网自C6.11于2008年提出并已经得到足够的关注，主动配电网是有精确定义的技术术语，而不像智能电网，仅仅是一个泛泛的口头术语。 对电力系统的各个设备（发电和用电）都有可能安装精确的测量信息的设备（IED），信息和通讯技术（ICT）的快速发展使配电网的控制和管理模式从此与传统不同。这与社会生活极其相似。现在社会生活有了微博，有了现场音像，个人和管理部门都有了许多可利用的现场信息，使我国这样的集中控制和管理国家的社会生活也从此不同。 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。由大型发电厂生产的电力，流经输电网（高压），通过配电网（MV和LV）送到用户，因此中低压（LV）配电网即为电力系统的“被动”负荷，因此配电网可以称之为被动配电网（PDN，passive distribution network）。即使采用配电自动化，尤其是在中国，其核心控制思路仍然是被动的，即在无故障的情况下，一般不会进行自动控制的操作。现有的配电网分析计算，无论损耗、电压和可靠性，都是基于最大负荷条件或平均负荷条件。因此，传统配电系统本来就不是为接入大量分布式资源而设计的. 以下根据C6.11的报告整理被动与主动配电网的区别： 被动配电网。大量分布式能源（DER）接入配电网后可能会带来诸多影响。例如，影响短路水平和设备选型、影响无功功率和电压分布、影响保护、配电自动化和故障清除过程、影响特殊情况下的孤岛运行。因此，为了应对大量分布式DER的接入，而且还维持原有的可靠性，需要向主动控制和主动管理发展。 主动配电网（ADN）。基于智能计量技术的开发和信息和通讯技术（ICT）的发展，ADN 可以延缓投资、提高响应速度、网络可视性以及网络灵活性、较高的电能质量和供电可靠性、较高的自动化水平、更容易地接入DER、有可能降低网络损耗、更好地利用资产、改进的负荷功率因数、较高的配电网效率、较高的供电质量和敏感客户的可用性。 当然，ADN的发展还会面临一些问题和障碍，如维护问题、涉及大量利益相关者时的通信复杂性、增加投资费用（设备、教育、软件）、缺乏经验、对于ADN特性的设定没有统一的国际标准、DNO没有承担风险的动力、日常运行方式难以改变、现有规约和通信基础设施的能力。需要制定新的监管条例、DG规模继续扩大并被接到输电网、信息通信基础设施的安全性、主动网与现有被动网的不兼容性。 自从1999年参加国际供电会议（CIRED）以来（那次我还上大会去发表论文），我觉得我们现在的科研水平与欧美又有了很大的差距，尤其是在主动配电网方面。人家理想都快要变成现实了。国家之间的竞争在于精英之间的竞争，望现在还在为国家干事的人努力吧。 此外，不同语言和文化之间有着难以跨越的界限，我最近为了快些完成明年葡萄牙2013CIGRE的稿件，先用中文天马行空地写了个关于探讨变化系统运行准则可能性的摘要，用google翻译了后以为略为修改就可完成英文稿，可是中文的顺序是“因为所以”，而英文的顺序是“所以因为”，所以一点都没省力。对了，葡萄牙2013CIGRE的会期延期为明年7月16日召开，我们有足够的时间写论文了。
主动式配电网 主动配电网“主动”在哪儿？ 配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。 来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯，供电企业事先准备好网络和负荷，为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价，以调整用电行为节省电费，还可以查询选用周边的分布式电源，实现一定区域内的电力资源最优分配。 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，某报记者进行了详细调查。 为什么要研究主动配电网 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险 提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。
配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传统配电网的特性。这意味着，传统配电网的保护、控制策略将失效，电网的供电可靠性将受到影响。 国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者：“根据国外的经验，分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的30%，否则，电流可能产生倒送，有些保护和控制就会误动。” 为对日益增长的分布式电源加以有效控制，主动配电网的研究被提上日程。什么是主动配电网？ “看”得更宽更远，“听”到更多信息，主动服务分布式电源，预判化解停电危险 什么是主动配电网呢？2008年国际大电网会议C6委员会提出了主动配电网（ADN）的基本定义。定义中指出：主动配电网通过使用灵活的网络拓扑结构
特别策划 S p e c i a l F e a t u r e 供用电 供用电 DISTRIBUTION & UTILIZATION 2014.01 年国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电专委会（C6）的C6.11项目组在其研究报告中提出了“主动配电网 （Active Distribution Networks，ADN）的运行与发展”研究主题， 并对主动配电网给出了定义：“是可以综合控制分布式能源（分布式发电、柔性负载和储能）的配电网，可以使用灵活的网络构架实现潮流的有效管理，分布式能源在其合理的监管环境和接入准则基础上承担对系统一定的支撑作用。” 围绕主动配电网的主要理念、基本理论、关键技术与实际应用分析等方面，国内各高等院校与相关研究机构对此展开了研究，国家电网公司和南方电网公司都在进行试点，已取得初步有成效的成果。 理论研究进展 主动配电网规划方面，中国电力科学研究院范明天教授在其论文中分析说明了分布式能源（DER）接入对传统配电网的影响和主动配电网的发展必要性，比较了传统配电网与主动配电网的差异，并探讨了主动配电网规划设计的技术经济可行性。笔者提出了基于供蓄能力指标的主动配电网储能优化配置方法。 主动配电网运行控制与优化方面，湖南大学曹一家教授对含分布式能源的辐射状配电网最优潮流问题进行了研究，建立了一种在负荷不平衡配电网短期运行中考虑分布式能源预测误差的基于机会约束优化的多目标最优潮流模型。笔者提出了基于馈线控制误差（FCE）的主动配电网协调控制方法以及多时间尺度的主动配电网分层协调控制方法。 主动配电网故障处理方面，陕西电力科学研究院刘健教授、东南大学陆于平教授以及山东理工大学的徐丙垠教授等研究团队研究了含分布式电源配电网的保护问题以及故障定位、隔离与恢复供电问题。对分布式电源的故障电流特性和含分布式电源配电网的短路电流进行了分析，探讨了根据故障电流信息和传统故障定位规则，对含分布式电源配电网进行故障定位的可行性分析， 取得进展。 试点示范工程 国内在密切跟踪主动配电网技术前沿的同时也在积极进行试点示范工程建设，2012年开展了863项目“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用”研究，并在广东电网进行示范。“多源协同的主动配电网运行关键技术研究及示范”也已经获得2014年度的863项目立项，将分别在佛山、北京、贵阳、厦门进行示范。 广东电网主动配电网示范工程： 示范点选择佛山市三水区4条馈线线路，建设利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，能够自主协调控制 2008 文 | 刘东 主动配电网(Active Distribution Networks，ADN)是智能配电网的高级阶段技术形态，其基本定义和构成目前已得到国际学术界与业界的广泛认可。主动配电网在理论与技术方面的研究方兴未艾，仍存在一些亟待解决的关键问题需要研究探讨。 主动配电网的国内技术进展 3
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主动式配电网 主动配电网“主动”在哪儿？ 配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。 来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯，供电企业事先准备好网络和负荷，为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价，以调整用电行为节省电费，还可以查询选用周边的分布式电源，实现一定区域内的电力资源最优分配。 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究它有何特点对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处为此，某报记者进行了详细调查。 为什么要研究主动配电网 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险
提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。 配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传统配电网的特性。这意味着，传统配电网的保护、控制策略将失效，电网的供电可靠性将受到影响。 国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者：“根据国外的经验，分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的30%，否则，电流可能产生倒送，有些保护和控制就会误动。” 为对日益增长的分布式电源加以有效控制，主动配电网的研究被提上日程。 什么是主动配电网？ “看”得更宽更远，“听”到更多信息，主动服务分布式电源，预判化解停电危险 什么是主动配电网呢？2008年国际大电网会议C6委员会提出了主动配电网（ADN）的基本定义。定义中指出：主动配电网通过使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流，是能够对不同区域中的分布式能源设备（distributed energy resource，DER）进行主动控制和主动管
3.3主动配电网规划技术 3.3.1主动规划的需求 配电系统是电力系统的重要组成部分，是输电网和用户之间的重要中间环节。在传统配电网规划中，配电网与用户稳定地扮演着“供”与“需”的关系。但近年来，随着经济的不断发展和社会用电需求的增长，电网最大负荷利用小时数不断上升，尖峰负荷问题日益突出，在此过程中，配电网的运行负担也在急剧加重，可控负荷等新型负荷的出现也对配电网的运行控制提出来新的要求。另一方面，大量分布式电源（DG）、储能设备（EES）和可控负荷等分布式能源资源（EDR）开始接入配网，极大地增加了配电网的运行与控制的不确定性。 传统配电网在规划时没有考虑分布式电源接入配电网的影响，而是基于电力潮流从变电站单向流向负荷点这一前提而设计的，只是针对某个负荷预测值采用最大容量裕度（给定网络结构）来应对最严重工况的运行条件（即使最严重工况为小概率事件），从而在规划阶段就可以找到处理所有运行问题的最优解。因此，为了保证网络的安全性和可靠性，传统的配电网络对付负载的不确定性通常依赖于他的大容量和灵活的网络结构，但采用相对简单的运行模式和控制方法。然而随着配电网中EDR渗透率的快速增长，配电网的规划方法和运行模式变得越来越复杂，投资效益也大受影响，促使配电网规划从被动规划向主动规划转变。 与传统规划不同，主动规划时将配电网的规划建设和灵活管控结合，在满足电力需求和系统安全的前提下，利用灵活管控技术来协调大规模间歇式能源出力与负荷用电的匹配度，在不失可靠性的同时，达到降低系统建设费用的效果，实现整体的经济性，确保配用电的持续发展对于电力企业和电力用户都能负担得起。因此，主动规划是一种将主动管理引入到规划过程中的动态规划。 3.3.2主动规划与传统规划 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问题和控制问题，已实现最优的技术经济性。 （1）传统规划流程。传统配电网规划的主要内容包括：从电力市场和用户处收集信息；预测需求；确定性的网络分析；备选方案研究评估备选方案；所选方案的设计。传统配电网规划的3-21所示。
主动配电网与电能质量 摘要:随着分布式电源和电动汽车等规模化发展,将给传统配电网带来诸如电压越限"双向潮流等问题,配电网由被动控制过渡到主动控制是未来的发展模式和方向之一，将成为智能配电网发展的核心。同时随着电力系统的发展，电力生产正在由计划经济向市场经济转变，在电力市场条件下，供电表现为一种商业服务行为，电能作为一种商品，同其它商品一样具有质量属性，而用户对电能质量的要求越来越高。因此，保证良好的供电质量是电力市场的客观需要，同时，也是促进社会文明、安定的重要因素。 本文介绍了近年主动配电网发展背景和前景，接着分析了电能质量下降的原因及其危害，接着介绍了国际上一个关于主动配电网与电能质量的研究脉络。 关键词：智能电网；主动配电网；微电网；电能质量 0引言 电能质量问题的提出由来已久。在电力系统发展的早期，电力负荷的组成比较简单。主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成。因此衡量电能质量的指标也比较简单!主要有频率偏移和电压偏移两种20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用!同时。为了解决电力系统自身发展存在的问题。直流输电和FACTS?技术不断投入实际工程应用。调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重。谐波水平不断上升。另外，冲击性波动性负荷。例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波而且还会产生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及、人们对电能质量的要求越来越高。因而电能质量成为目前研究的热点。 1 主动配电网概述及发展背景 1.1主动配电网提出的背景 随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电力部门把注意力主要集中在火力发电、核电以及水力发电这样大型集中电源的建设上，以便符合电力负荷的迅速增长的需求，达到“经济规模”。但是在电力系统规模不断扩大的过程中，会出现以下几个问题：(1)在大型电力系统中，当局部发生小事故，整个系统可能会大面积的停电，而且在不断地增加电力系统规模的过程中，也会增加发生事故的概率; (2)为了建设输电走廊和变电站，电力系统中远距离输配电要占用大面积土地，则会造成电磁污染，成本花费也比较高; (3)随着通信、信息和控制技术不断地发展，现在的大型电力系统的供电质量还达不到其要求; (4)现有大型电力系统的结构，不可以满足电力生产以及管理市场化的需求; (5)集中式发电中所用的一次能源种类比较少，而且存在严重的环境和资源问题. 鉴于以上问题，以可再生能源的综合利用为核心的分布式发电势在必行。可再生能源是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境有重要作用，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要战略措施。发展分布式发电不仅可以合理利用可再生能源，而且也能给电力系统建设运行带来可观的经济效益。 引入分布式发电，可以减少远距离输电线路和大型电厂的建设，这主要是由于:(1)大部分的新增负荷将由分布式发电来满足;(2)由于分布式发电具有平衡负荷、削峰填谷和降低峰谷差的功能，现有的发输电设施的利用率得到了大大的提高。而且也不再有必
0 引言 配电网规划可定义如下：为满足未来年负荷增长和电网发展的要求，确定何时、何地、建设何种类型的线路、变电站或者分布式电源(distributed generation，DG)等设备。配电网规划结果直接影响配电网投资、收益及未来年配电网运行的安全性、经济性、稳定性。 DG、电动汽车、柔性负荷等可控设备的应用持续增加，给配电网带来一系列的问题，如谐波污染，接入点电压升高[4-5]、系统双向潮流、短路电流升高、三相不平衡、电压波动等[6-7]，同时这些问题的存在也会限制DG的接入。传统配电网(traditional distribution network，TDN)规划针对某个负荷预测值采用最大容量裕度(给定网络结构)来应对最严重工况的运行条件(即使最严重工况为小概率事件)，从而在规划阶段就可以找到处理所有运行问题的最优解。因此其规划方法相对简单，资产无法充分利用，不具有灵活控制的特性[8]，特别是对于具有随机性、波动性的DG等新型电源及负荷。 为了合理规划DG，协调DG的优化运行，充分发挥DG等新型电源及负荷的积极作用，需要配电网采取主动管理、主动规划。主动配电网(active distribution network，ADN)[9-11]为解决DG接入带来的电压升高问题、增加DG的接入容量、提升配电网的资产利用率提供了新的解决方案。 本文将对主动管理策略进行综述，对ADN规划模型、方法、算法等进行归纳和综合分析，旨在为ADN规划的深入研究提供参考。 1 主动管理
主动管理是ADN的核心，主要分为主动潮流管理、主动电压调整以及需求侧管理等。其中主动潮流管理通过电压和电流等参数测量、状态估计，控制DG出力、优化调度配电设备来实现对潮流的主动控制;主动电压调整是通过控制DG有功和无功出力、调节变压器抽头以及控制无功补偿设备等来控制系统电压;需求侧管理是通过负荷的柔性控制或者改变用户的用电方式，最终改变电力需求时序分布，其目标主要是负荷的移峰填谷。 具体的主动管理策略包括DG出力调度、电容器组无功补偿、有载调压变压器(on-load tap changer， OLTC)抽头调整、柔性负荷(需求侧管理)、网络重构、电动汽车充放电控制等[12-15]。 近些年，主动管理的研究集中在新的主动管理策略的研究与应用[16-19]、主动管理的技术经济比 较[20-23]、在线主动管理[24-25]、主动管理的一些示范项目[26-27]、主动管理面临的挑战[28]等。 文献[17]通过需求侧管理技术与其他主动管理策略相结合的方法，最优化系统运行;系统中包含可再生能源及需求侧响应用户，所提出的模型以用户收益最大、发电及切负荷费用最小为目标函数。为提高分布式能源的接入容量，文献[18]的数学模型除考虑有载调压、DG调度等普通的主动管理策略外，还加入储能系统调度;由于储能的时序特性，文中引入了电池电量约束及相邻时刻充放电约束。文献[19]将储能引入到ADN中，建立了考虑主动管理的储能系统选址、定容模型，并比较分析了最优化储能选址定容的效益。