于淼 杨光
国网黑龙江宝清县电业局有限公司 黑龙江省宝清县 155600
摘要：已有的电网弹性研究主要针对输电网开展，对弹性配电网的研究较少，且仍集中在极端自然灾害下电网的应对情况，即主要研究电网的恢复力，也即韧性。相比于输电网，配电网的运行环境更为复杂，除了极端自然灾害的影响外，高渗透率分布式光伏等可再生能源输出功率的随机波动和大量电动汽车的无序充电也会对配电网的安全运行带来冲击。另一方面，配电网的灵活性资源更加丰富，各类灵活性资源为系统在各类扰动影响下调整运行状态提供了有利条件，也为弹性配电网研究赋予了新的内容
关键词：弹性配电网;运行能效;创新;
引言
随着能源互联网的深入发展和智能电能表的广泛应用，需求侧资源具备了快速响应能力。电网公司通过定向邀约或组织竞价等方式与电力用户或负荷聚合商达成需求响应共识，降低需求侧尖峰负荷，能够在一定程度上使需求侧提供与电源侧对等的调节资源，提高电网资源的整体利用效率，对缓解电力供需紧平衡态势、促进可再生能源消纳具有重要意义.
1配电网弹性的定义与特征
配电网弹性是指配电网应对不确定性变化或扰动的能力，它包含2层含义：一是配电网能够灵活调整以适应条件变化，即柔性或灵活性；二是配电网在极端条件下，部分功能失效仍能继续生存并适应新的激励信号，且能够从灾变或故障中快速恢复，即韧性。弹性反映了配电网面对条件变化和新需求的灵活性、适应性和快速恢复能力。配电网弹性重点评估配电网应对2类不确定性事件的能力：一类是低频发的极端事件，即所谓的“黑天鹅事件”，包括重大自然灾害、恐怖袭击等；另一类是高频发、渐进式加剧的小干扰事件，即所谓的“灰犀牛事件”，包括分布式电源和电动汽车的高比例接入等。结合配电网需要应对的各类扰动，配电网弹性应具有以下几个性能特征。1）感知力：具备对配电网、配电设备、用户、外部运行环境的感知能力，在扰动发生前，对扰动可能带来的影响进行分析，并制定相应措施对扰动进行防范。2）适应力：具有灵活可控的调度资源和拓扑结构，以适应扰动造成的系统运行参数的波动。3）抵抗力：对扰动带来的物理破坏应具有一定的抵抗能力。4）恢复力：在扰动造成破坏后应具有快速恢复系统性能的能力。其中，感知力是配电网弹性的基础支撑能力，在感知力的基础上能有效提升配电网的柔性和韧性；适应力体现了配电网的灵活性；抵抗力和恢复力则体现了配电网的韧性。
2弹性电网的意义
在美国，与天气有关的停电每年估计造成250亿美元的经济损失。在中国，2014年7月广东省发生的台风将导致几条220千瓦电力线失效。电力系统中极端天气事件的严重影响对电力系统的复原能力构成挑战，并引起全球各组织和各国政府的注意。2011年6月，美国政府强调了电网对严重天气事件影响的重要性。国家研究理事会(NRC)和英国上议院强调了灵活能源基础设施的重要性。北美电力信托公司(NERC)和美国。s .电气研究所(EPRI)认识到系统的灵活性。迅速的经济发展和广泛的全球化也限制了自然灾害和人为灾害对地理区域的影响。这些因素导致基础设施系统更加敏感和脆弱，给城市安全管理带来重大挑战和挑战。灵活性是系统安全的重要指标之一，高效、灵活的测量是改进应急计划和反应的基础。制定综合抗御力测量的挑战在于输入输出的多维性和复杂性，例如随时间变化的系统性能、系统后果不明、情景动态中断以及历史事件信息不完整。实际上，需要对可恢复性进行基于时间的评估，因为在链故障或中断引起的后续事件中，中断的系统的行为会有所不同。此外，非线性关系在复杂的基础设施系统中普遍存在，将容量纳入灵活的测量并不容易。
3提升县级配电网运行能效及弹性创新与实践分析
3.1建立配电网设备挖潜高效运行体系
紧扣“提质增效”主题，建立配电网设备挖潜高效运行体系。优化无功电压控制策略，尤其加强变电站检修负荷转供期间电压质量的监控工作，专线不专间隔，节约电网投资，提高设备利用率。
3.2实现扰动预判分析的态势感知技术
配电系统态势感知是指通过对负荷预测数据、气象数据及各类量测数据等配电系统运行相关数据的挖掘和分析，对系统及各类电气设备当前的运行状态进行评估，并对系统未来的运行状态进行预测。通过态势感知能对各类扰动事件可能造成的影响进行准确预警以提前做出部署，因此，态势感知技术是提高配电系统弹性的信息支撑手段。在配电网弹性研究中，实现各类扰动预判分析的态势感知系统需要在传统的态势感知技术基础上准确预测各类扰动对配电网的影响。针对冰灾、山火、台风等自然灾害，已有相关的模型研究各类自然灾害对电网的影响。在状态感知过程中，传统配电网状态估计量测不足，需要充分利用各类数据资源。利用历史数据对配电网运行状态进行数据建模，并将建模结果输入作为虚拟量测，丰富了状态感知的可用信息。针对配电网低压遥测覆盖率较低的问题，根据已有的潮流数据，通过深度神经网络来拟合节点注入功率与关键节点电压之间的关系，据此进行配电网电压控制。相比于输电网，配电网故障率高，因此配电网的故障定位与识别成为配电网态势感知的重要内容。借助气象数据、电气设备运行参数能进一步提高系统对各类故障的感知能力。结合情景分析和电网风险评估的理论，建立了一套多因素影响下的配电网运行风险预警方法。针对典型故障，通过环境场景关联识别对配电网运行风险进行预警。提出一种计及天气因素的配电网故障特征选择和故障停电风险等级的预测方法。
3.3建立完善市场配套机制
在现有的需求响应竞价机制下，继续完善市场配套机制。目前竞价机制中规定报价不大于边际补贴电价的用户全容量中标，可能出现需求响应出清容量高而有效响应用户占比低的窘境。对此，可根据需求响应实施经验，引入用户响应信用评分等因素，完善需求响应指标分配机制，同时考虑用户自主响应时存在的不确定性，设置合理的出清裕度，满足需求响应总指标要求。此外，考虑冲击性负荷对用户响应有效性判定的影响，可采用负荷-电量综合判定的方式，完善响应有效性判定规则或改进基线负荷计算方式；对于接入需求响应终端的用电负荷，可采用设备级电能采集仪表，避免其他负荷影响需求响应有效性的判断，保证用户参与需求响应的经济效益。
3.4优化新增光伏布点流程，发挥光伏调压及顶峰能力
光伏作为小电源，一般光伏侧电压高于线路末端电压，因此在重载线路附近的光伏就近接入，或在供电半径长的配电线路中段接入将起到末端电压提升的作用。因此在新增光伏布点时，要充分调研光伏发电点周边10kV线路负荷特性，尤其是易出现低电压的线路优先考虑作为新增光伏的接入点，综合国网公司制定的光伏接入条件文件，优化布点流程，提高公共电网运行效率。对已投运的光伏并网专线间隔，通过站内间隔适度调整，发挥光伏白天的顶峰能力。
3.5构建动态需求响应资源池
在前期普查和需求响应实践经验的基础上，深化需求响应数据分析，构建动态需求响应资源池，提高需求响应指标分配的准确性及响应完成率。面向数量众多、响应特性各异、用户行为复杂的多种类需求侧资源，可建立设备级精细仿真模型，评估用户实际响应能力，避免用户上报响应指标过高对指标分配和有效性评估的影响。与此同时，可进一步汇集储能、充电桩等小型分散用户的可调节负荷资源，充分挖掘潜在用户的需求响应能力，提高浙江高弹性电网的需求侧互动能力。
结束语
配电网弹性提升需要从感知、抵抗、适应、恢复等方面的协调配合展开，是系统性的研究工作。从哪些方面提升配电网弹性取决于配电网面临着什么类型的扰动，配电网弹性提升建设应当结合系统实际运行环境有针对性地开展，以保证其经济性和有效性。
参考文献
[1]王守相,刘琪,赵倩宇,王洪坤.配电网弹性内涵分析与研究展望[J/OL].电力系统自动化.
[2]赖旬阳,蔡清男.提升县级配电网运行能效及弹性创新与实践[J].农电管理,2020(11):43-46.
[3]卞艺衡,别朝红.面向弹性提升的智能配电网远动开关优化配置模型[J/OL].电力系统自动化.