主动配电网规划技术
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交直流混合主动配电网规划与运行分析摘要:本论文研究了交直流混合主动配电网的规划与运行分析,通过系统性的研究,提出了一种有效的方法来解决电力系统中的混合配电问题。
通过分析交直流混合主动配电网的特点和需求,我们提出了相应的规划和运行策略,以提高系统的效率和可靠性。
这项研究对未来电力系统的发展和改进具有重要意义。
关键词:交直流混合,主动配电网,规划,运行分析,电力系统引言随着电力系统的不断发展和改进,交直流混合主动配电网已成为一个备受关注的领域。
这种新型电力系统结合了交流电和直流电的特点,具有更高的灵活性和可控性。
本论文旨在研究交直流混合主动配电网的规划和运行分析,以满足未来电力系统的需求。
一、交直流混合主动配电网的特点1.1 混合能源集成在现代电力系统中,能源多样性已经成为一个关键问题。
传统的交流电网主要依赖于化石燃料发电,而在新能源领域,太阳能和风能等可再生能源逐渐崭露头角。
交直流混合主动配电网的特点之一就是它能够有效地集成多种能源。
这意味着系统可以接受来自太阳能电池、风力涡轮机、燃料电池等多种能源的供电,并将它们整合到一个单一的电力系统中。
在混合主动配电网中,太阳能电池和风力涡轮机等可再生能源可以通过直流输入,而传统的家庭用电设备通常使用交流电。
这就要求系统具备能够在交直流之间进行能量转换的能力。
因此,逆变器和变流器等设备在混合主动配电网中具有至关重要的地位,它们能够将直流电能转化为交流电,或者反之。
通过这种方式,系统能够实现电能的有效传输和分配。
此外,混合主动配电网还可以利用电池和储能系统,将多余的电能储存起来,以备不时之需。
这种灵活性对于应对不稳定的可再生能源产量非常重要,因为太阳能和风力发电会受到天气条件的影响。
通过储能系统,系统可以在能源产量充足时储存电能,并在需求高峰时释放,以平衡供需之间的差异。
1.2 高效能源转换混合主动配电网的另一个显著特点是其高效能源转换能力。
传统的交流电输电和分配系统存在能量转换损失,因为能源需要多次从交流转化为直流,再从直流转化为交流。
主动配电网规划及相关问题研究摘要:当前我国社会经济不断发展,电力行业也取得了长足的发展。
为了更好地适应当前我国大规模、高渗透率的分布式接电要求,主动配电网络已逐渐成为智能电网发展的主流趋势。
怎样在社会迅速发展中有效缓解我国能源紧缺的现象,提升能源的利用率对人们的生产、生活产生重要作用。
如今,可再生能源,如电能以其较大的优势在社会诸多领域得到广泛应用,在城市化进程不断推进的形势下,电能用量日趋紧张,为了更好地提升配电网络的性能,加强对无功电压的控制非常重要。
关键词:主动配电网规划;问题;传统配电网规划引言传统配电网系统,线路选型、设备选型、继电保护的整定,考虑的都是电流单方向流动的特点,没有针对分布式电源给出合理的调控方案,没有多能互补的响应需求。
主动配电网的调度系统,需要完成分布式电源监控、分布式电源调度、分布式电源消纳、全网多能组合优化等控制目标。
主动配电网调度系统开发,需要从源、网、荷、储4个方面进行考虑配套,电源、电网、负荷、储能四部分通过软、硬件数据交互,由中央控制系统调度,更经济、高效地提高电力系统功率动态平衡能力,实现能源最大化利用。
1主动配电网的基本含义与特点随着我国社会日新月异的发展,使得各个行业的技术创新步伐不断加快,而且,也带动了能源技术的更新与合理化应用。
现阶段,我国对电能已取得广泛的应用。
配电网络的建设技术也显得日趋完善。
其中,主动配电网络逐渐在电能网络运行过程中代替了以往的配电网结构,并迅速发展成为当今我国电力系统的一种趋势。
所以,相关工作者需要全面了解主动配电网的相关知识,并加强对我国当前主动配电网环境下配电网的发展情况进行掌握。
实际上,主动配电网属于内部带有储备性能的能源,是一种可以独自运行与控制的配电网络形式。
其具体的特点如下:其一,具有相应的可以独自控制的电能。
其二,有着独立控制性能的操作平台,同时,带有较强的操作技术。
其三,带有可实现优化管理运行体系的核心。
所以,这种配电网络从管理方式、技术要求、网络构成等技术层面皆带有以往配电网不可超越的优势。
电力电子• Power Electronics242 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】主动配电网 间歇式可再生能源 协调控制未来电网的基础特征就是可持续性,包括可再生能源等在内的分布式电源的规模化接入和应用是其最为本质的表现。
在中国南方电网佛山顺德供电局科技项目《配电网可靠供电智能预测和决策的研究与应用研究》中发现,大量接入分布式电源将会广泛地影响到配电网,其主要表现为加剧电能质量的恶化、影响网络供电可靠性、加大继电保护策略的复杂程度、提升配电网的短路容量、使配电网的电压水平得以改变。
作为一种具备能够对各种分布式能源进行组合控制能力的配电网络,主动配电网的最为主要的目的就是使配网的升级投资得以延缓、资产的利用率得以提升、对可再生资源具有更大的容纳能力,最终能够使用户的供电可靠性和用电质量得以全面提升。
1 主动配电网的概念和特征分析主动配电网主要是能够对分布式能源进行综合控制的配电网,其能够对灵活的网络技术进行利用,从而实现潮流的有效管理,在合理的接入准则和监管环境的基础之上使分布式能源可以对系统形成一定的支撑作用。
主动配电网是通过对各种先进的电力电子技术、通信技术和信息技术的利用主动的管理规模化接入的分布式能源,其可以对储能装置和间歇式新能源等分布式能源单元进行自主的协调控制,主动配电网技术及要点分析文/刘献 张润明 廖奉怡 陈雄常并且对可再生能源进行积极的消纳,最终能够有效地保证网络的安全经济运行。
在本研究项目中发现,主动配电网的主动控制特征主要有以下几个方面的表现:首先是其具有间歇式能源消纳的特点:就地消纳间歇式能源模式是被动式配电网的特点,一旦间歇式能源出现了过剩的发电电力,而配电网如果并不具备调节能力,这时候就无法向配电网进行上送,只可以将其出力降低。
而具备间歇式能源调节能力是主动配电网的一个非常显著的特点,如果间歇式能源具有过剩的所发电力,那么在使配网运行约束条件得以满足的条件下,主动配电网就可以利用多层次电网的分层消纳能力和柔性负荷将过剩的间歇式能源消纳掉。
主动配电网规划关键问题研究 摘要:随着国家经济的快速发展,国家对于电力资源的需求也日益增长,主动配电网是电力配送体系中重要的组成部分,可有效实现大规划间歇式的新能源并网余运行的有效控制,同时也是智能配电、电网充放电设备之间的互动等电网有效运行关键问题的有效解决方式。基于此,本文首先介绍了主动配电网的概念和特征,进而细致的分析研究了主动配电网规划的关键问题,最后对主动配电网未来的研究方向也提出相应的分析,旨在帮助国家电网管理部门更好的运用主动配电网系统,促进电力事业的发展。 关键词:主动配电网;规划;关键问题
面对国家节能减排的大战略,以及迫在眉睫的资源短缺和环境问题,电力企业也需要对自身传统粗狂式的运行方式进行有效的改善。而主动配电网技术是目前先进电子电能、信息通讯和智能控制技术的集合体,对于电力企业的生产模式转型,契合国家的低碳经济战略都有着极其重要的意义。因此研究主动配电网有着现实的意义,文章围绕主动配电网规划的关键问题为中心进行了细致的研究探讨,以下是具体内容。 一、主动配电网概念及特征 (一)主动配电网概念 在CIGRE C6.11工作组的具体工作报告中,对于主动配电网有着明确的定义。可实现综合控制柔性负载、储能和DG等分布式能源的配电网即主动配电网,主动配电网可以灵活的使用网络技术对潮流实现有效的综合管理,同时柔性负载、储能和DG等分布式能源在其接入准则和科学合理的监管环节基础上在对整个主动配电网系统有着一定的支撑作用。从主动配电网的本质上看,主动配电网是采用目前的先进电力电力、通讯和信息技术对具备一定的柔性负载、储能和DG等分布式能源配电网进行主动综合式的管理,同时也能实现自主式的协调和控制储能装置和间歇性新能源等DG单元,积极主动的对可再生能源进行消纳,并保障整个电网的运行安全、稳定和经济性[1]。 (二)主动配电网特征 主动配电网相对于目前广泛使用的DG单向式供电被动配电网的区别,即主动配电网的主要特征,主要表现在四个方面:1.具备间歇式能源消纳的调节能力,可以有效地实现能源最大化利用;2.主动配电网可对DG进行有效的调节,实现电源网的最优化运作;3.主动配电网可对DG进行有效的保护,在配电网发生故障时也能实现给非故障区的继续供电;4.主动配电网可以实现配电网和DG的协调控制。 二、主动配电网关键问题分析 (一)主动配电网电力负荷的预测 主动配电网实现精准的电力负荷的预测是实现主动配电网规划的基础条件,要保障主动配电网的运行可行性和稳定性就需要电力负荷的准确负荷。较大规模的需求侧资源技术和DREG的有效引入会对系统的负荷造成很大程度的影响。从主动配电网的规划角度观察,需要对各种各样的DER的运动特性进行分析,同时好要对主动配电网的宏观发展进行不确定进行考虑,分析探究出切实符合于主动配电网的电力预测方式。然而目前在主动配电网的学术界对于电力负荷预测的研究还处于起步阶段。在传统的配电网规划中,气候数据、历史负荷数据和人口统计信息等方面使其主要考虑的方面。而在主动配电网中除了需要考虑传统配电网考虑因素之外,还需要对DG和DR对于终端用电影响进行关注,在用电能效、电价政策以及智能化电网方面也需要着重考虑[2]。 (二)主动配电网需求侧资源技术特征 要完成主动配电网的规划目标,需要对主动配电网需求侧的资源技术特征进行相应的分析。首先需要对各种各样需要侧资源构成的要素内在所具备的技术特性进行明确。主动配电网基本规划中的新增部分需求侧资源技术,与传统意义上“资源规划”有所不同,其并不会实际意义上产生电能的损耗,而是在用户使用电量时所伴生的,故此主动配电网的实际运行效果表现为存不存在需求侧资源技术情况下的主动配电网系统的电量变化情况。需求侧资源技术所具备的不可预知性进而虚拟性的特征,使得在进行主动配电网时必须首先考虑需求侧资源供给的技术特征。 (三)主动配电网的典型集成模式 根据前文所述可知,主动配电网属于一个综合性的配电系统,因此在进行主动配电网的规划中,必须对主动配电网的典型集成模式进行重点的分析研究。主动配电网包括DG配置、线路改造等供应处的资源规划,同时又存在诸多的灵活性的需求侧管理资源规划。主动配电网所具备的资源多样性,使得主动配电网的集成模式也具有多样性的特点。因此在对主动配电网进行规划时,应该根据实际情况,深刻的分析主动配电网的投资效应,选择最合适的主动配电网资源集成模式。 (四)主动配电网优化规划方式 在对主动配电网进行设置规划时需要对主动配电网的规划方式进行最大程度的优化,提升主动配电网是运行经济效益。主动配电网方式强调通过先进的控制、通信以及信息技术实现对系统供需侧资源的主动管理,进而实现从整体公共配电网层面对可再生能源利用,以及DREG的大规模并网。绿色低碳目标是主动配电网规划的重点,因此在进行主动配电网规划时必须采用最优化的规划方式,保障电网运行的绿色环保。 三、主动配电网未来研究方向分析 现阶段我国处于经济转型的主要阶段,低碳经济和高新经济是国家发展的重点,同时我国也处于智能型电网建设的重要时期。主动配电网符合国家的新经济发展要求,可在各个方面促进国家经济发展,在未来也需要重点的研究发展[3]。 (一)研究主动配电网的技术特征 在未来需要对主动配电网资源规划的技术特征进行更为深刻的系统性研究,对于不同的主动配电网典型资源集成模式进行深入的探究,构建出精准的主动配电网碳排放减量的估算模型,同时对每个主动配电网资源集成模式的减排碳量的技术潜力和效益进行研究和评估。 (二)研究主动配电网规划下的可再生资源的利用 在未来的主动配电网规划研究中需要对可再生资源的有效利用进行细致的探究。从管理、技术、市场各个角度分析有效利用可再生的途径,同时结合主动配电网规划技术的特性,考虑主动配电网对于可再生资源利用的促进作用,统筹性的考虑DER、电网网架、自动化设备以及通信等方面的优化措施,全面面向促进可再生资源利用方向进行主动配电网的综合资源规划途径的研究。 (三)研究开放式电力市场下的主动配电网规划格局 在未来电力市场很可能发展成开放式的环境,在这种环境之下主动配电网规划需要适应市场的变化,主动分析市场中各种主体的参与性,同时分析电网投资与电网规划决策之间的关系,构建出一个能够反映多个主体成本效益的主动配电网规划的综合性评价体系。 结束语: 综上所述,面对日益严重的国家资源与环境问题,主动配电网系统是新时期额电网建设的重点,而主动配电网电力负荷的预测、需求侧资源技术特征、典型集成模式以及主动配电网优化规划方式等是主动配电网规划中的主要问题,需要展开详细的分析探究,另一方面在未来主动配电网规划中主动配电网的技术特征、主动配电网规划下的可再生资源的利用以及开放式电力市场下的主动配电网规划格局是切实可行,具备实际价值的研究方面。 参考文献 [1]朱建全,段翩,刘明波等.计及风险与源-网-荷双层协调的电力实时平衡调度[J].中国电机工程学报,2015,35(13):3239-3247. [2]高文鹏,殷庆铎.主动配电网环境下的信息安全风险与需求研究[J].华北电力技术,2015,16(3):38-42. [3]刘京斗,张冀川,李会南等.一种T型NPC三电平三相四桥臂中点电位控制策略[J].电源学报,2016,14(1):68-73.
配电网主动运维实施方案一、概述配电网是城市电力系统的重要组成部分,其运行稳定性和安全性直接关系到城市居民的用电质量和生活安全。
为了保障配电网的正常运行,主动运维实施方案应运而生。
主动运维是指通过先进的技术手段和管理模式,对配电网进行实时监测、故障预测和自动化控制,以提高系统的可靠性和安全性。
二、主动运维方案的技术支持1. 智能监测装置在配电网的关键节点安装智能监测装置,实现对电流、电压、温度等参数的实时监测。
通过数据采集和分析,可以及时发现线路过载、短路等异常情况,为运维人员提供及时、准确的故障信息。
2. 预测分析系统利用大数据和人工智能技术,建立配电网的故障预测模型。
通过对历史数据的分析和比对,可以预测潜在的故障风险,为运维人员提供预警信息,帮助其及时采取应对措施,防止故障的发生。
3. 远程控制系统通过远程监控和控制系统,实现对配电设备的远程操作和控制。
当发生故障或异常情况时,可以通过远程系统实现设备的重启、切换和调整,减少人工干预,提高运维效率。
三、实施方案的关键步骤1. 系统规划设计在实施主动运维方案之前,需要对配电网进行全面的规划和设计。
确定监测点的布置位置、预测分析模型的建立方法、远程控制系统的接入方式等关键问题,为后续的实施工作奠定基础。
2. 设备安装调试根据规划设计方案,对智能监测装置和远程控制系统进行安装和调试。
确保设备的正常运行和数据的准确采集,为后续的运维工作提供可靠的数据支持。
3. 系统联调测试对智能监测装置、预测分析系统和远程控制系统进行联调测试,验证系统的稳定性和可靠性。
同时,进行系统的故障模拟和应急处理演练,提高运维人员的应对能力。
4. 运维人员培训针对新系统的特点和操作流程,对运维人员进行培训和考核。
确保他们能够熟练掌握系统的使用方法和应急处理技能,提高运维效率和故障处理能力。
四、主动运维方案的效果评估1. 故障率降低通过实施主动运维方案,配电网的故障率得到明显降低。
主动配电网技术及其进展摘要:电力作为一种能源,具有不可或缺的特点,为提高供电可靠性,要不断加大相关技术的研究力度。
基于此,文章从主动配电网及其技术体系分析入手,详细论述了主动配电网技术的进展,期望通过本文的研究能够对促进电力事业的发展有所帮助。
关键词:主动配电网;技术;供电可靠性社会的快速发展,使各行各业对电力的需求不断增长,与此同时,大量分布式能源接入配电网,对配电网的运行安全性、稳定性、经济性造成影响,间接影响了供电可靠性。
在这一背景下,有必要加大主动配电网技术的研究力度,改变系统潮流,改善电能质量,加快配电网从被动模式向主动模式转变的速度,为分布式能源的顺利接入提供技术支撑。
借此就主动配电网技术及其进展进行分析。
1主动配电网及其技术体系1.1基本概念主动配电网简称ADN,是能够对分布式能源进行综合控制的配电网,通过灵活的网络架构管理潮流,在监管环境及接入准则的基础上,分布式能源对系统承担支撑作用。
主动配电网的核心理念体现在以下四个方面:主动规划、主动控制、主动管理和主动服务[1]。
在智能配电网的发展过程中,主动配电网是高级阶段技术,它的出现使配电网的技术水平得到进一步提升。
在国内,主动配电网的发展速度比较快,尤其是在一些示范项目的推动下,如间歇式能源消纳及优化技术的研究与应用、多元协同的主动配电网运行关键技术等。
1.2关键技术体系主动配电网的关键技术体系由以下几个部分构成:综合规划设计、运行控制及运营模式。
1.2.1综合规划设计在主动配电网综合规划设计中,分布式能源消纳模式是重点,具体包括三种模式,分别为点消纳、线消纳和面消纳,对应的管理模式依次为用电管理、运行管理和能量管理。
1.2.2运行控制主动配电网的运行控制方式有三种,分别为网侧运行控制、源-网双侧协调运行控制、源侧运行控制。
其中网侧运行控制模式应用高级数据管理系统(ADMS),控制的主要对象为电网侧可控设备,如联络开关、储能装置等;双侧协调运行控制模式能够在网侧控制失效的情况下,通过用户侧的微电网管理系统,间接对用户光伏侧发电系统进行控制,通过协调有效抑制对配电网运行稳定性的影响;在源侧运行控制模式下,并网用户通过微电网管理系统控制,并入配电网的小规模发电,实现少量上网,由电网侧负责监测并网点的运行动态[2]。
多能源协同的主动配电网规划设计要点研究
摘要:本文将详细介绍多能源协同下主动配电网的规划设计,其设计内容包含确认系统方案、连接分布式电源、规划储能系统及开展需求侧响应设计等,根据主动配电网的规划设计要点,适时提出恰当考量整体价值、完善技术对接及扩展监管督导范围等优化规划设计效果的有效措施,满足主动配电网规划应用的基础需求,提升区域电力应用效果。
关键词:规划设计;主动配电网;多能源协同 引言:多能源协同综合系统带有绿色交通、绿色建筑与绿色发电等项目,其内部的主动配电网在进行应用规划时,需将电力能源技术当成发展核心,实现管理智慧化、能源数字化的发展目标,解决区域用电系统的较多问题。
1多能源协同下主动配电网的规划设计 1.1确认系统方案 多能源协同状态下开展主动配电网的设计规划,在进行正式设计前,应适时明确系统方案。开展主动配电网的设计规划时,要根据多能源协同区域中的可靠性数据,多为智慧综合能源体系中的控、储、荷、网与源等链条,明确分布式能源的接入状态。设计规划期间,技术人员应严格遵循经济性要求,采取梯级利用、多能互补与多能联供等举措,使电网的接入状态更佳,有效改善主动配电网的应用规划效果。从控、储、荷、网与源多种链条的设计细节上看,控代表着智能化调度,可精准改善多能源系统整体能效;储为合理使用储能装置,该项装置可恰当保障配电网的应用功能与综合效益;荷通常为精细化管理设备内部的荷载,缩减能源使用状态;网则是多能源的内部耦合,强化能源应用效果;源代表着更多清洁能源,如氢、风力与光伏等,要在负荷中心找寻出合适的供能方法,改善能源使用效率[1]。完成各项能源的储存规划后,技术人员可适时设计需求侧响应动作,在该项技术的引导下,适时加强多能源协同应用效果。
1.2连接分布式电源 完成主动配电网的整体规划后,要将设计内容划分成多个部分,连接分布式电源属配电网应用设计的重要内容,要适时明确电源的出力情况、接入方式与接入位置等,利用对该项数据信息的合理把控,有效缩减配电网内部的功率波动、电压波动,使多能源协同系统变得更加安全。接入分布式电源前,要根据区域主动配电网的运行情况,合理搭建数据调度管理平台。调度管理平台将平台内部划分成了用户侧、电源侧与多能源的调度中心。用户侧带有一定的能源流,将信息技术手段投放到需求侧的负荷集聚层中,并开展数据上传与实时监测工作,该区域的数据信息较为精准。对于电源侧来说,该区域聚集了多种能源,如风电、光电,分布式电源则处在电源侧中,利用恰当的能源流,可合理上传不同类型的用电信息,使多能源调度中心的行为状态更易控制。在多能源调度管理平台中,实现各项功能的基础平台为数据基础平台,该平台对数据信息的流动方向与传输状态进行合理规划,其能开展资源调度管控。分布式储存、数据提取与数据采集等工作[2]。在明确了数据信息的具体来源后,要对具体的调度评价进行合理优化,借助数据流合理规划了用户的各类行为,使其更多行为画像出现在对应的调度评价中,提升主动配电网调度平台的应用效果。
探讨主动配电网规划的原则我国电力系统的主要稳定性支撑来源于配电网的安全运行,因而,主动配电网的稳定性在一定程度上决定了我国电力系统的平稳发展。
我国是一个人口众多并且地域较广的国家,对电的使用需求量相对较大。
如果电力系统出现了故障可能会对人们的经济以及人身安全带来重大的威胁。
在外国一些发达国家已经越来越重视主动配电网的规划问题,而我国也逐渐认识到其严重性,因而对主动配电网的规划列举出了相关原则。
文章以主动配电网规划原则路径为出发点,从基本概念、总体研究思路、以及具体分项规划原则三个层面进行具体的分析及阐述,并且要重点分析总体的研究思路以及具体的规划原则。
标签:主动配电网;规划;原则;电压管理引言现代的电力系统工作量及其之大,工作的复杂性也不可小觑,随着我国国民对电量需求的不断加大,环境污染也与日俱增。
因而,风力发电、光能发电等等新能源发电方式不断出现,但是还没有在我国广泛普及使用,我国现在主要的发电方式是发电机组发电。
但是新能源发电技术正在不断的完善,我国主动配电网以及智能配电网也要逐步的完善与提升,那么下文就主动配电网规划原则的路径进行分析。
1 主动配电网规划原则的路径1.1 主动配电网的基本概念2006年,国际大电网会议(CIGRE)配电及分布式发电研究委员会(C6)成立了工作组,该工作组在2012年《主动配电系统规划与优化方法》的研究报告中将主动配电网的概念表述为“主动配电系统(Active Distribution System,ADS)”,强调未来配电网是具备对由分布式电源、分布式储能、可控负荷组成的分布式能源进行主动控制和优化运行功能的有机整体,更全面地反映了由具备主动响应和主动控制能力的新型“源-网-荷”构成的未来配电系统的特征。
响应负荷由于可以根据电价和互动信息等调节自身负荷需求,具备了参与配电网有功、无功协调的能力,即响应负荷可看成是具有发电和消费双重身份的生产性负荷,也成为一种分布式能源。
电力系统中的主动配电网技术研究随着社会的不断发展,人们的生活和生产对电力的需求越来越高。
然而,传统的电力系统已经不能满足人们对稳定、可靠、高效的用电需求,这就需要我们对电力系统进行改进和升级。
其中,主动配电网技术的应用正在成为电力系统升级的重要方向。
一、主动配电网技术的定义主动配电网技术是指一种以数字化技术、通信技术、自动化技术与能源技术相结合的新型电力系统。
该技术可以通过多样化的能源输入与输出,实现对能源的实时监测和优化控制,从而提高电力系统的安全性、可靠性和智能化程度。
二、主动配电网技术的核心特点主动配电网技术的核心特点主要包括以下几个方面:1. 多样化的能源输入和输出:主动配电网技术不仅支持传统的火电、水电、核电等能源形式,还可以实现对太阳能、风能、光热等可再生能源的有效管理。
通过多样化的能源输入和输出,可以降低电力系统的依赖度,提高电力供应的灵活性和可靠性。
2. 实时监测和控制:主动配电网技术通过分布式传感器、智能计量系统等技术手段实现对电力系统的实时监测和控制。
运营人员可以通过云计算、大数据分析等技术手段对电力系统的运行状态进行全面的监测和分析,从而及时发现问题并采取必要的措施。
3. 灵活的负荷管理:主动配电网技术支持灵活的负荷管理,可以根据用户需求实现对负荷的动态管理和调整。
在高负荷时段,系统可以根据需求自动进行负荷疏解,从而保障电力系统的安全稳定性。
三、主动配电网技术的应用场景1. 城市综合能源系统:主动配电网技术可以应用于城市综合能源系统。
通过对城市光伏、风电、微电网等能源进行有效管理和优化调度,可以提高城市能源的利用效率和可持续发展性。
2. 工业园区能源系统:主动配电网技术也可以应用于工业园区能源系统。
通过对园区内各企业的能源使用情况进行全面的监测和分析,可以实现能源的共享和优化利用,从而降低企业的用能成本。
3. 建筑节能系统:主动配电网技术还可以应用于建筑节能系统。
系统可以根据建筑内的能源使用情况,通过实时监测和控制来降低能源的浪费,从而降低建筑的能耗成本。
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。
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。 图3-21 配电网的传统规划流程 传统配电网规划的规划设计针对最大的需求情况不考虑或很少考虑运行中的调节问题。这种方法对于以前的无源配电网是比较经济有效的,而对于有源配电网来说,则无法充分的发挥分布式电源可调节负荷的作用,达不到最优的技术经济效果。
(2)主动规划流程。 针对传统配电网规划的不足,配电网的主动规划采用一直协调规划的思想,更加重视用户和电源,通过多时间尺度来体现用户和电源的变化特性,在备选方案的评估和计算过程中,重点考虑了主动管理的作用,通过综合协调网络解(一次网架建设)和非网络解(主动管理控制)来满足规划约束,这将极大的降低规划方案的成本,同时提高电网设备的利用率。此外,为了确保主动管理作用的实现,基于ICT的二次系统与一次系统的同步设计是规划方案实现的基础和关键。主动规划的流程如图3-22所示。
定义规划研究边界条件
备选规划方案确定性的网络计算
是否满足约束条件 NY
网络升级 费用评估
是否可接受此规划方案 YN
结束 图3-22配电网的主动规划流程 如图3-22所示,采用主动管理方法(非网络解方案)对规划方案进行技术经济评估(在非网络解方案和网络解方案之间进行平衡)以及对不确定性风险进行分析(判断约束越界的不可接受风险),修正规划方案直至获得满意的结果。(对多目标方案进行评估),从而确保了主动规划方案的技术性和经济性。
(3)传统规划与主动规划的比较,见表3-6。 表3-6 配电网的传统规划与主动规划的比较 对比项 传统配电网规划 主动配电网规划
网络扩容 改造一次网络 (1) 非固定式接入 (2) 储能 (3) 需求侧管理
功率因数 对负荷与分布式电源的功率因数做出规定 电压无功控制
无功源 输电系统 (1) 储能 (2) SVC (3) 分布式电源 控制策略与自动化程度 (1) 基本不考虑 (2) 就地控制 (1) 集成控制 (2) 分层控制
用户的数据建模 电源的备选规划方案
概率性的网络计算
是否接受违反约束的风险
NY主动管理 (非网络多目标备选方案的评估 是否可接受此规划方案 YN结束 定义规划研究边界条件 是否考虑了主动管理 N
Y网络解和非网络解的协调 规划参数 (1) 容量需求 (2) 网络损耗 (3) 短路水平 (1) 容量需求 (2) 网络损耗 (3) 节能调压参数 (4) 分布式电源出力调整系数 (5) 短路水平
规划选择方案 (1) 增容 (2) 分阶段平衡 (1) 增容 (2) 分阶段平衡 (3) 峰荷管理 (4) 储能
分布式电源模型 潮流 (1) 分布式电源的类型 (2) 短路电流计算模型 (3) 出力负荷 (4) 不同的控制模型 (5) 无功调整
需求侧集成 只考虑大用户的削峰填谷贡献 (1) 不同类型用户的参与 (2) 随机行为
分析工具 无 (1) 需要筛选出需要详细分析的部分网络 (2) 潜在的事故风险 (3) 需要详细的模型 (4) 与其他分析的配合集成
通信网络建模 无 (1) 多种需求 (2) 随即现象
高级配电应用 无 (1) 量化收益 (2) 综合应用分析
3.3.3 中长期负荷预测 无论是配电网的传统规划还是主动规划,负荷预测都是整个规划的基础和依据。当前,配电网规划中采用的中长期负荷预测方法主要有三类:
(1)根据负荷自身随时间变化的规律设计的方法,如:基于历史负荷数据的回归模型预测方法和小波分析方法等,这种方法主要是用于供电面积较平稳或者经济发展平稳的地区的负荷预测,并且拥有详细的历史资料。
(2)根据区域经济增长与用电负荷的相关情况而制定的负荷预测方法,如:弹性系数法和产品(产值)单耗法等,该方法主要适用于经济总量或者单位产品(总值)能耗较为准确估计的区域,这些区域一般具有良好的产业规划和平稳的经济增长特性。
(3)基于负荷统计结论而制定的负荷预测方法,如:符合密度类比法、人均用电量等,这些方法适用于具有良好前期行业用地规划的地区何需要做饱和负荷预测的地区,其前提是对同类的行业、产业或者区域符合密度具有详细统计资料,具有可类比性。
然而,上述各种方法都属于传统规划的负荷预测方法,其主要预测的是规划期的最大负荷,而后续所有的规划流程都是以此为依据,设计最小的系统容量来满足规划的所有约束,是电网即使在最大负荷发生的情况下,仍能正常运行。但是,在实际运行中,所预测的最大 负荷出险概率极低,不出现或者出现的时间极短。显然,以预测的最大负荷为依据的传统规划过于保守,经济型明显偏低。
与传统规划不同,主动规划需要收集更多、更详细的符合数据,并建立不同类型的负荷模型,利用稿率统计,进行预测分析,从而得到基于概率的负荷预测数据。显然,已预测的概率负荷作为规划参考更为科学,也更贴切实际,避免了过于乐观或保守。需要注意的是,主动规划中负荷预测所采用的负荷模型并不是一个固定运行状态下负荷模型,而是一个时间模型,如:典型的日常模式、典型的节假日模式等。利用这样的时间模型才能与各种类型的分布式发电进行多时间尺度的综合计算,从而反映负荷与分布式发电间的耦合关系,以及它们在各种需求考虑的系统运行工况下对备选规划方案的影响。
不难看出,主动规划中的负荷预测完全改变了传统规划的基础,逐渐从原来的宏观统计估计过渡到微观建模分析,其实显得复杂程度大幅增加。毫无疑问,主动规划的负荷预测更加依赖于大量的数据统计与分析,而这些数据的收集必须依赖于远程自动抄表(Automatic meter reading, AMR)系统的完善部署。
3.3.4 数学模型 当粗放的传统规划转变为精细的主动规划时,各类响应负荷、分布式发电、储能配置、电动汽车等多种分布式电源的加入,增加了规划问题的复杂程度。同时,这些新变量的特性与时间相关,其模型都是时间函数,这使得传统的时间断面规划方式掩盖了这些变量的时变特性,而由时间断面到多时间尺度的变化又进一步增加了主动规划的难度。因此与传统规划相比,主动规划是一个相对复杂更加难以求解的组合优化问题,其数学模型的特点如下:
(1) 需要大量数据。 (2) 满足多时间尺度。 (3) 适应不确定性。 (4) 多目标,多变量,多约束。
3.3.5网络解与非网络解的平衡 网络解(Network Solutions)与非网络解(No-network Solutions)的平衡也是规划方案技术性和经济性平衡,两者的平衡直接决定了待建配电网结构和功能,是整个规划的核心和关键,也是电网公司主动管理水平的重要体现。
网络解属于配电网的升级改造,即“硬手段”,通过网络建设增加系统的运行裕度,包括配置变电站点与电网结构的优化布局等:而非网络解属于系统的主动管理,即“软手段”,通过配电人员的优化运行控制,有效的降低了负荷对系统稳定运行裕度的要求,包括发电机优化调度、需求侧集成、无功管理、变压器分接头的控制、系统重新配置、存储优化运行等。
一般而言,网络解实际上增加了系统的运行裕度,相应也提高了系统的可靠性,但其成本高;非网络解是通过主动管理技术来确保系统稳定运行,系统的可靠性依赖于配网调度人员的运行水平,其实现成本低。此外,网络解的规划周期较长(短、中、长),而非网络解的规划周期(分、时、日、年)远小于网络解。当然非网络解必须依靠智能信息通信技术(ICT)和高级量测技术(AMI)的发展。显然,网络解与非网络解的平衡协调是规划过程中重点需要解决的问题,需要在规划方案形成过程中进行综合考虑,这将直接决定最终规划方案的效