主动配电系统运行与控制关键技术曾建彪

主动配电系统运行与控制关键技术曾建彪

曾建彪

（中国南方电网广东电网有限责任公司惠州博罗供电局广东省惠州市516100）

摘要：未来主动配电网会发生很大的变化，系统供电会从单向转为双向，这也是供电发展的趋势。新型的电网系统可以实现了电能传输和汇集以及存储分配等多种功能，具有一体化的作用。主动配电网采用的关键技术主要ADMS技术和ADN技术。

关键词：主动配电；电网系统；运行控制；关键技术

1主动配电系统的特点

配电系统是通过各类电子配件和一些相关的设施组成的，可以实现电压的交换，可以直接完成电能的分配，电能的配比实现了主动式。主动配电系统借助配电网络完成相关的管理，这样可以主动对相关的分布式电能源实现高效的控制和管理。配电系统可以将分布式的电能通过监管控制在允许的范围内，依据网络的接入协议，实现电网的全面操控，分布式电能管理包括了分布式储能、发电和可控负荷等多项内容，可控负荷具有发电功能，但同时具有消耗功能。传统的配电系统很少使用用户的电能，电能主要通过电网系统的完成分配，电力配电系统的作用还体现在配送电能和收费。

主动配电网的特点是可以实现自主式的调节，能源通过间歇式的管理保证了能源的利用效果，通过储能装置可以实现运行的优化和效率的控制，所以间歇式新能源采用的消纳模式成为主动配电网控制的关键技术，在当前的市场运营中主要采取这些核心技术。主动配电网可以有效提高电网的管理效率，保证了电网运营和规划的合理性。主动配电网通过科学的规划可以产生多种作用，配电系统的线路得到优化，传输容量和变电容量都可以得到降低，系统的稳定性因而得以提高。主动配电网的运行框架包括多项内容，如电网的综合规划，电网的设计，主动配电网的市场运营以及主动运行控制。这三方面的内容可以实现相互作用，由于发生了共同作用实现了能源的间歇式消纳。

2．主动配电系统的运行网络

2．1主动配电系统的运行环境

由于国内的电能消耗量在持续增长，但是当前的发电方式是以火力发电为主，这种方式会影响到环境，电能的节约和合理利用是社会可持续发展的重要影响因素。传统的配电方式只是实现了电能的转移，只能起到分配和传送的作用，电力系统在被动的条件下运行。这种技术相对比较落后，但是操作难度小，操作非常简单。由于电力系统的网络覆盖范围较大，网络呈现辐射状，电能会发送到各个地方。但是采用传统的配电网络不能实现电量的配送和管理，因此部分电能在传输和配送过程中产生了浪费。采用自动化电力设备可以实现故障的自动排除与自动修复，提升了供电的稳定性。

要实现主动式的分配和管理就要采用分布式的能源管理模式，这种模式具有高渗透的特点，由于接入方式的先进可以改变电网的配电效果，而不同的接入点可以实现规模控制，对于电网的辐射范围可以从整体上实现控制，不仅消除了传统配电系统的被动方式，还可以快速处理电流短路问题，如果出现非正常运行问题可以快速地的解决。

2.2配电系统的网络规划

依据传统的被动式管理模式，配电系统的规划会采取固定的模式，依据网络的负荷状况完成最大值的预估，这样可以确定配电的最小额度，对于可能发生的情况通过分析和规则可以确保电网的正常运行，传统的配电系统由于设计和运行简单，所以功能单一。而采取主动式的配电系统可以实现多方面的功能，和传统模式相比，系统的设计会比较复杂，但设计中体现出的因素更加全面和合理，系统的设计具有整体性和完整性的特点。特别是分布式能源管理实现了主动的接入，增加了侧响应与分布式电源。

2.3接入分布式能源后要注意的问题

电力的配电设备都具有一定的额定功率，在正常的工作条件下要保证电压的合理性才能实现稳定运行，电压的稳定性和产生的功率会直接影响到无功电压的控制，在传统的模式中，配电是被动式，无功电压的控制相对容易实现。但是在主动配电系统的条件下，接入分布式能源后会发生改变，无功电压控制模式会发生改变，条件更得复杂化，这是由于分布式能源的特点随机性和非线性以及间歇性的特点。分布式能源会产生有功逆流，并会产生无功电流不稳定等状况，引发暂态电压的改变。

2.4短路电流和设备的选择问题

电路发生短路是很常见的现象，在许多电力系统中都会存在，所以针对分布式电源安全接入，要确保熔断电量不会发生超压，就要改变原有的电源开关，甚至对全套电力设备的实施更新，这样会增长运行成本。但是对于变电控制而言，分布式电源的接入方式可以采用同一个配点的方式，通过多点的接入法，而不是仅局限性于一个点。

3．主动配电网关键技术分析

3.1主动配电网间歇式能源消纳模式

能源消纳关系体现在配电网运行控制和用电管理以及电能优化三个不同的方面。配电网的变压器可以作为能源消纳的单元，这种形式是点消纳；能源消纳的作用范围体现在单线和多线之间，不会涉及到电站的母线，这种模式可以称为线消纳；而在变电站的条件下，能源消耗单元实现了能源发电功率的转变，变电站母线产生的模式是面消纳。间歇式采取的能源并网发电和渗透率存在直接的关系，通常会伴随着渗透率的增加而发生改变。能源消耗模式要以点消纳作为基础，线消纳是关键，同时要兼顾面消纳的影响。

3.2主动配电网主动运行控制

主动配电网实现主动运行控制可以实现间歇式的能源管理和用电产生的负荷最优匹配，主动配电网系统具有的间歇式能源消纳获得了提升，表现在效率方面，可以保证经济运行。系统借助ADMS控制站实现了配电的实时监控，管理人员可以及时获取主动配电网的相关信息和趋势变化，从而可以判断分析主动配电网的运营状况，判断配电的发展趋势。依据系统的评估内容，可以实现不同级别的模态选择，将其下作用到相应的控制区域，实现相关区域的自主控制。

3.3主动配电网灵活市场运营

主动配电网的优势集中体现在可以提供实时的用电信息，获取电力能源和电价的变化信息，这样可以对企业的运营管理提供相应的依据，通过必要的调整实现适应市场的运营。主动配电网实现了用电资源的优化利用，实现了用电负荷的动态调整，借助间歇式能源出力实现削峰填谷的作用，保证了用电系统的平衡性。主动配电网可以更加灵活地适应市场，核心技术的发展对于电力调控具有积极的作用。由于电力用户的不断增加，微网用户和能源投资商的介入，电力市场要不断完善现有电能管理和市场营销体系。

3.4主动配电网的规划设计

主动配电网系统的关键技术之一是实现综合性的规划设计，这也是实现电网市场运营和主动控制技术的相互融合。通过技术可以实现对电网系统的裕度调节，配电网的能源得以优化。主动配电网的综合规划体现在调节电网和电源以及负荷，由于这三者的共同作用提升了系统运行的最大效益。在主动配电网的规划中，预测负荷的大概率通过电网实现，通过主动运行控制可以灵活调整市场运营策略，通过主动配电网系统的作用，降低了系统裕度，可以保证电力营销系统的运行效果。

4结语

当前，主动配电网技术还处于起步阶段，关键技术包括了主动运行控制和灵活市场运营以及综合规划。间歇式能源消纳是配电的外在表现形式。主动配电网运营的作用体现在电网的经济运营。由于主动配电网技术的不断完善，传统被动配电网中资源难以实现合理优化的弊端将会发生转变。

参考文献：

[1]张炯聪，方旭东，李南华.主动配电网及其关键技术研究[J].广东电力，2016（11）.

[2]程玉林，刘景琛，吴玉强.主动配电网关键技术分析与展望[J].电力建设，2015（2）.

[3]刘广华，黄小乐.主动配电网的运行控制技术[J].供用电，2016（2）.