主动配电系统规划和运行问题分析

发表时间:2020/6/9   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:林建华
[导读] 摘要:随着时代科技的飞速发展,我国电力系统的发展建设受到越来越多民众的关注,电力系统技术水平也取得了较大程度的提高。
        (广东电网有限责任公司东莞供电局)
        摘要:随着时代科技的飞速发展,我国电力系统的发展建设受到越来越多民众的关注,电力系统技术水平也取得了较大程度的提高。电力系统配电系统设计的合理与否,直接关系着我国电力系统网络的运营情况。如何做到智能高效、科学合理的配电系统设计历来是国家人民关注的焦点。因此,本文着重就主动配电系统规划和运行问题进行详细分析,并对以后发展方向进行探究,希望能够为我国电力行业工作者提供帮助。
        关键词:主动配电系统;规划;运行;问题分析
        前言
        电力系统对于社会和人民生产生活影响巨大,越来越多的行业和工作需要依赖电力进行生产运营。为了适应现阶段快节奏的发展模式和较大需求量的用电要求,我国电力系统积极进行改革探索,逐渐实现了较为科学合理的主动配电系统的规划与运行,加强了有效配电能力,保障了社会生产和居民生活用电安全,维护了民众的日常生活和国家的稳定繁荣。
        一、主动配电系统概述
        主动配电系统即是指配电网络系统的自动化、智能化,自主完成相关生产控制应用功能,实现对配电网络系统实时的运行监测和控制,包括馈线自动化功能技术、配电SCADA技术功能、配电系统网络高级应用功能等。随着我国对新能源的开发和利用力度加大,光伏发电、风力发电等的清洁可再生能源,分布式能源等大规模的负荷融入配电系统网络,主动配电系统能够实现电源较大规模并网的融合以及优化,将是我国以后电网主要的发展模式[1]。
        二、主动配电系统规划的问题分析
        2.1运行过程梳理
        在传统的配电系统网络中,电力是单行输送流动的,配电系统规划的原则和运行方式较为简单,在实际的规划过程中,只需要考虑如何满足用电负荷需求较为快速的增长这一关键问题,即以需求为主导因素的规划理念。但是如果转变为主动配电系统模式,其规划过程中,就需要考虑实际运行时大规模的分布式能源接入,出力不确定等情况。在这种情况下,必须充分考虑到实际运行控制面临的问题,从而确保主动配电系统的经济效益和安全性能。
        主动配电系统的不确定因素不仅仅表现在技术层面上,以后能源的发展分布模式和市场需求前景也都会在一定程度上影响到主动配电系统运行规划问题。而从数据角度讲,配电系统的运行规划存在多目标性、不确定性、实时动态性等特征,优化组合的规划方案变得复杂繁琐。不过,可以分析得出的是,主动配电系统规划正在逐渐以风险性导向代替传统的成本性导向。
        2.2系统分布建模
        在常规的配电系统网络的规划中,没有考虑到大规模分布式能源接入对配电系统网络造成的影响,陈旧的历史负荷需求数据和宏观的人口需求分析,已经逐渐难以适应新形势下的配电需求,不能有效保障新接入设备的经济效益。在主动配电系统模式下,需求侧响应、主动配电网络管理等情况都会给负荷发展带来复杂的影响,使得主动配电系统网络的规划更加多变,更加复杂[2]。
        在这种情况下,相关人员进行主动配电系统规划时,应充分考虑到分布式能源的复杂性和出力不确定性等的特征,以高级建模的形式进行具体的分布式能源负荷分析,根据相应的用户用电数据特征和用电概率评估,进行模拟运行,以提高主动配电系统规划的准确度和精细度。
        2.3建筑能源集成
        随着人们生活水平的日渐提高,建筑的质量和功能效用也取得了更进一步的发展,逐渐表现出智能化、环保化、节能化等的特征。在如此背景下,将分布式能源应用于建筑群,已经是可再生分布式能源主要的发展趋势和应用方向,智能建筑的能源集成规划也会逐渐成为越来越重要的组成部分。
        在智能建筑群的能源集成系统中,用电负荷的复杂程度将会进一步提高,可以大致区分为热负荷、电负荷以及冷负荷。

另外,智能建筑的储能方式也会相应地发展出储热、储电、储冷模式类型,更加多样化。这都在一定程度上加大了智能建筑能源集成规划的复杂程度和运行控制的困难程度,相关规划设计人员必须要足够重视,长远考虑主动配电系统的规划设计。
        三、主动配电系统运行的问题分析
        3.1调度控制模型
        想要做到主动配电系统的优化运行,就必须要做好调度控制模型的准确建立。相较于传统的电网调度,主动配电系统在控制变量、目标函数、约束条件等方面都有明显的不同,主动配电系统的调度控制模型除了要加入分布式电源影响因素之外,还需要考虑到其他要素,诸如储能系统、可控负荷、联络开关和有载调压变压器等可控制单元[3]。
        传统的配电系统运行控制,多数情况是以某一时间的最优化运行,尽可能提高配电系统的经济性为目的的。但是转变为主动配电系统运行以后,其主要目标便转化为追求整个调度周期的运行经济合理性,与之相对应的,主动配电系统的技术约束条件也有所增加,比如潮流约束、发电功率限制以及功率平衡约束等。另外,还需要着重考虑分布式能源负荷的不确定性、出力的较为随机、储能系统充放电过程的能源消耗和储能系统最大容量约束条件等。所以,以后配电系统研发重点,将会逐渐向能同时满足电力消费不稳定、发电间歇式较多、发电出力情况不稳定的方向进行。
        3.2电压控制技术
        由于较大规模的分布式能源电源的接入,就很容易使得配电系统网络的电压发生明显改变,这就给主动配电系统提出了严峻的挑战和较高的要求。因此,在进行主动配电系统运行控制研究时,还需要充分考虑到电压变化带来的影响,并采取具体优化措施[4]。在实际的配电网络中,应优先选择全电压等级的无功资源,以保障无功潮流的最优运行状态,从而使大规模分布式能源电源接入时能够稳定配电系统网络电压在正常范围内,如有必要,还可以对高压侧或者低压侧的有载调压变压器进行一些适当的调节。
        此外,在主动配电系统中实施电压控制技术,还需要考虑到网络拓扑变化、需求侧资源短期改变趋势以及分布式能源电源发电情况的冲击影响,确保运行电压能够稳定在正常范围内。
        3.3协调控制技术
        在主动配电系统运行过程中,想要更进一步优化系统网络运行模式,便需要加强发电源头-配电系统网络-用电负荷需求之间的协调控制,完成整体系统的优化掌控。将终端的用户负荷需求与发电源头有机结合起来,综合分析,充分考虑到储能系统、分布式能源、柔性负荷等的时间互补特性,还要进行一定的负荷预测、气象预测、电力经济效益等的分析,以此为指导信息进行配电系统网络可控单元、柔性负荷、储能系统等的全面优化,进一步提高主动配电系统网络运行的安全性、稳定性,将其柔性负荷所具有的调节作用、储能系统能达到的快速能源吞吐功能充分发挥出来,从而提高配电系统主动控制能力和运行经济效益。
        四、结语
        综上所述,主动配电系统是新形势下发展形成的一种电网配电形态,能够有效加强区域能源的控制与交互,对我国未来配电系统网络的发展有着十分显著的作用和至关重要的影响。现阶段主动配电系统手段技术尚未完全成熟,还需要相关规划设计人员不畏艰难,积极探索,勇于创新,不断提高主动配电系统的灵活度和控制力,促进我国电力系统行业进一步发展,实现我国配电系统网络经济效益的进一步提高。
        参考文献:
        [1]关志海.主动配电系统规划和运行中的重要问题[J].科技创新与应用,2018,(33):73-74.
        [2]苏思禹.主动配电系统规划和运行中的相关问题探讨[J].华东科技:学术版,2016,(8):140-141.
        [3]马钊,梁惠施,苏剑.主动配电系统规划和运行中的重要问题[J].电网技术,2015,(6):1499,1503.
        [4]邓雪梅,王硕猛.主动配电系统运行与控制关键技术[J].电子技术与软件工程,2018,(15):220-220.
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