主动配电系统可行技术的探讨

主动配电系统可行技术的探讨

冯林

关键词：主动配电网；电力系统；可行性；分布式能源

主动配电系统除了内含分散式能源以外，还具有完善的操控性和灵活的网络拓扑结构，智能化程度非常高。较之传统的被动配电系统，主动配电系统具有诸多优势，如该系统可实现发电、负荷及配电网的优化控制，以更迅捷的方式响应广大客户的需求。此外，该系统还能够有效地促进新能源的消纳，优化分布式电源与配电网交互作用下的格局，更有效地降低网络传输中的电能损耗，并改进负荷功率因数。

1、主动配电网的定义和概念

主动配电网，英文全称为ActiveDistributionNetwork，通常被简称为ADN，主要是通过网络拓扑结构完成配电网的管理工作，从而能够主动控制分布式能源（DER）并且对整个配电系统进行主动管理，而分布式储能（EES）、分布式发电（DG）和可控负荷（RL）是分布式能源（DER）的三大组成部分。直到2010年国际上才对主动配电网进行具体的阐释说明，这也直接体现出主动配电网的起步比较晚，因此目前绝大多数的电力企业对主动配电网并不是十分了解，在配电网的管理中仍然采用传统办法，因此主动配电网的发展之路还比较漫长。

2、配电系统的DER接入技术概述

传统配电网是介于输电网与用户之间的“中转站”，而中低压配电网在整个电力系统中更被看作是“被动”负荷。在传统配电网当中，技术标准较低，操作也更为简单，电力网络所采用的模式是开环辐射模式，尽管存在电力自动化设备，这些设备也多用于解决后台故障，实现快速处理，保证电力的持续供应，而对于稳态运行中的配电网进行控制和管理几乎没有，因而传统配电网又被称为“被动配电网(PDN)”。传统配电网在设计上并没有考虑到高渗透率DER的接入问题，针对高渗透率DER的接入问题，小规模应用会影响到局部配电网络，一旦将其进行大规模的推广应用，那么将会对全局电力网络进行作用，其中不仅包括电网规划、运行状态、故障处理等，同时还会对短路电流、设备选型、非常态方式孤岛运行等电学现象造成严重影响。

3、主动配电系统的优势

3.1提高了可控电源的利用率

与传统的被动式配电网相比，主动配电系统能够植入渗透率更高的分布式电源，从而提高对可控电源的利用率。主动配电系统是适应新能源的踊跃尝试，能够更好地满足分布式电源的需求，构建供需两不误的能源网络，同时还能为主动配电网提供同步数据信息、负荷需求辨识和即时状态测定。通过大数据分析技术的运用，该系统能够将智能电表数据与网络拓扑结构完美地结合起来，强化用电行为分析，随时掌握用户需求和动向，为广大用户提供便捷的用电环境。

3.2拓展了可观测范围

主动配电系统可以为电力管理工作人员提供更广阔的可观测范围，以便相关人员获悉更多的用电信息。目前对电网的监控范围只限于配电网，对于用户的用电习惯则无法得知，而主动用电系统则可以随时了解用户拥有哪些大功率电器，以及使用时间段和使用频率。如此一来，该系统便可以对采集到的信息进行详细分析，从而制订出更加人性化的用电方案，为用户生活提供便利。

4、主动配电系统的可行性分析

4.1通信技术

现阶段全球使用的通信技术主要分为无线通信技术和有线通信技术，尽管各个公司所使用的通信技术千差万别，但是能够看出几乎没有公司会采用DER遥控通讯，能够对低压网络进行控制的公司更是少之又少，而在配电系统中，主要采用信息和通讯技术设备即ICT技术进行主动管控，事实证明，在使用ICT技术之后，配电系统无论是在安全性、稳定性还是可靠性上均获得了不同程度的提升，不仅如此，ICT技术还能够全面提升配电系统的效率已经平衡频率，与此同时能够控制和调节整个配电系统的电压与潮流，由此我们可以看出，ICT技术可以被看作是主动配电系统中的可行技术，在ICT技术下的主动控制除了能够通过集中控制和组合控制之外，还能够以点对点的控制模式达到这一目的。

4.2电子设备

当然，除了最主要的通信技术之外，现阶段的主动配电系统中的可行技术还包括三个方面，分别是硬件设备、监测控制以及网络运行，其中的电力电子设备也就是智能电子设备、通信媒介设备、分布式储能、电池能量管理等等均可以实现对分布式发电以及可控电荷进行主动控制和调节，同时完成分布式能源接入的转换，谐波补偿、无功补偿等等，平衡发电以及负荷可以采用可控储能，而DER以及优化运行负荷则能够保障回报率最大化。

4.3ICT技术

电力系统中所有信息的运算、处理以及分配和存储等功能都需要依靠ICT技术才能够得以实现，除此之外，可控设备与控制单元之间进行传送信息包括控制发电与负荷、合理预测发电以及电价，甚至是电力体统的网络重构和助攻补偿等等都有赖于ICT技术得以实现，由此可见主动配电系统的可行技术还应该包括ICT技术。

4.4监测预测

所谓的监测和预测，其实就是为了能够有效保障电力系统能够安全稳定的运行，而全面检测各种网络参数，真实的电力系统运行情况并且对电价与发电、峰值电流与负荷以及峰值电压等数据信息进行合理的预测，因此我们也将监测和预测归纳为主动配电系统的可行技术领域当中。

4.5运行控制

分布式控制和需求侧管理是现阶段配电网管理系统的主要管理模式，而运行和控制其实就是指微电网或是馈线能够在孤岛运行条件下进行管控，除此以外，潮流管理、自动电压控制、动态线路荷载水平等也都是运行和控制的涉及范围。

5、结语

综上所述，在高渗透率DER接入的情况下，会在输电网与配电网之间形成双向功率流，同时造成电源和负荷都具有了双重不确定性，客户具有生产者与消费者的双重属性，因而为了使配电网系统的安全性与稳定性得到保障，必须要依托于现有技术来对电网进行改进，引进更加领先的设备，加强对ADS技术的研发，这也是目前配电网工程改造的趋势。对ADS的研究，需要结合我国电力网络的实际需求与可行性，对高渗透率DER接入的研究中不能忽视可行的配电网络扩展模式，以全面提升我国配电网效率。

参考文献：

[1]程林，刘琛，吴强.主动配电系统可行技术分析与展望[J].电力建设，2015，1：26-32.

[2]范明天.从被动配电网向主动配电网发展的过渡[J].南方能源观察，2013(1).

[3]邢海军，程浩忠，张沈习，等.主动配电网规划研究综述[J].电网技术，2015，（10）：2705-2711.