陈翔
国网江苏省电力有限公司常州供电分公司 213000
摘要：随着中国电力市场改革的推进，将涌现出大量拥有分布式电源(distributedgeneration，DG)的主动用户。主动配电网(activedistributionnetwork，ADN)可通过灵活的网络拓扑结构对DG进行主动管理及主动控制，在ADN中高比率接入DG将成为主要的市场模式之一。因此，ADN中DG的准入容量研究是主动用户能更好地运营的关键。基于此，本篇文章对城市能源互联网视角下的主动配电网规划设计与策略进行研究，以供参考。
关键词：城市能源；互联网视角下；主动配电网规划设计；策略研究
引言
随着城市电力负荷需求的飞速增长、结构类型的多元化发展以及用户对电能质量和市场服务要求的提高，配电网由被动控制到主动控制是未来电力系统发展的必然趋势。主动配电网为实现清洁电源的分布式并网与随机负荷的接入提供了有效的解决方案。考虑到主动配电网的电源侧与负荷侧分别承载着分布式电源的出力与电动汽车等随机负荷的接入，这些设备的接入和控制方式的复杂性使得配电网的电源结构、网架结构以及负荷结构发生本质的变化，传统继电保护构成模式、功能配置与整定配合方案已面临着严峻挑战。
1主动配电网的运行特性
根据CIGREC6会议提出的概念，ADN即能够对DG、可控负荷、开关等进行主动地、有效地、综合地管理、控制和协调以达到最优化的强大智能化配电系统。包括电气部分与信息部分。由于传统配电网网架结构较薄弱，自动化水平较低，不具备较强的DG接纳能力。因此，与传统配电网相比，ADN在组成上的最大区别在于DG的大量、规模化接入。对于中压ADN，DG大多直接接入馈线，一般容量较小。根据并网方式的不同，DG可分为旋转型和逆变型两类。对于旋转型DG，例如柴油发电机，其输出特性与传统电机相似；对于逆变型DG，例如直驱风电、光伏、微型汽轮机等，其输出为直流或非工频交流，需通过电力电子装置变换后实现并网运行，且大多受环境、气候等条件影响，具有分布广、容量小、输出波动大且随机的特点。此外，由于DG既可孤岛运行，也可并网运行，与电网相互作用，因而其运行方式具有一定的不确定性，同时也导致了ADN潮流大小和方向不可预测。为此，ADN需要具备自主协调、控制的核心能力，通过分层分布协调控制技术，可实时获取电气量数据、运行工况、开关及设备状态信息等，进而实现局部或全局的最优决策。因此，ADN能够根据用户的各种需求或目标对网络拓扑结构进行灵活调整，加大电网对DG的消纳能力，实现系统优化运行，提高配电网经济性和稳定性。ADN含有较高比例的、可控的分布式电源，而依赖于完备的控制管理中心，ADN网络拓扑结构具有灵活可调的特征，使得断线故障情况多变化、故障电流复杂化。
2城市能源互联网技术对主动配电网规划的影响
（1）分布式电源的动态特性及影响。分布式电源主要包含风力发电与光伏发电，其出力特性易受环境因素的影响，具有很强的间歇性、波动性与不确定性。（2）随机负荷的动态特性及影响。随机负荷主要以规模化电动汽车随机接入充电为主。受用户区域位置和使用习惯等不确定因素的影响，具有很强的时空随机性。
3城市能源互联网视角下的主动配电网规划设计与策略研究
3.1ADN的多层分区调控策略
（1）信息汇集上送。
SDCT对子区域的风光出力、常规负荷及FL、EV负荷进行预测，配电商基于预测数据与电价参数，以运营区域盈利最大化为目标经济调度辖区内的可控资源，并将运行方案经SIAS上报DCC。（2）中枢优化决策。基于各配电商的调度方案，DCC开展ADN运行方式校核，将不合理方案退回配电商，然后综合考虑系统运行经济安全性与清洁能源消纳等，对调度方案进行综合优化调整。（3）运方下发执行。最终调度方案经SIAS下发给各配电商，DDCU根据分区下发元件运行方式给SDCT，SDCT对区内可控元件执行具体控制。
3.2强化供电企业技术对接
在城市配电网规划中，供电企业应加强与配网公司的沟通和工程技术对接，综合城市电力设备的合理选址，充分考虑DG，ESS，EV等多方利益博弈，在动态非线性特征负荷模型下实现城市电网环境经济效益最大化和造价成本最小化，实现电网负荷精准预测。同时，在用户阶段加大电力市场调研，提升自身服务能力。以主动增强服务意识为切入点，基于互联网信息化理念，打造创新性客户互动平台，利用5G信息媒介及时了解客户用电需求要点，并及时更新、完善客户的基础用电信息，完善所有用电户主信息的无中心化沟通。树立完善的电力数据资产管理制度，加强信息化管控，强化企业内部各部门技术对接，建立主动对接机制，有利于规划部门提前对城区公用资源进行合理规划使用与专项配网规划项目的落地实施，进而实现工程全寿命周期的积极参与。
3.3构建整体利益价值链
信息流通过能源电力基础设备与先进的信息通信技术、泛在物联技术实现电力供应设备到终端用户的全生态信息交互平台；业务流以企业的业务目标为导向，在电力市场能源交易过程中连接能源生产者与消费者，伴随业务活动实现电力资产增值；电力行业价值流主要指在中央或地方政府对电力数据资产的统一监管下，能源资产自产生至综合能源服务评价全过程中的能源增值。“四流合一”将城市电网巧妙形成一个闭环，实现了“四流”的无缝对接，达到了城市互联网双向交互、平等共享及服务增值的目标，最终有效提高城市多能耦合利用率，促进新能源最优消纳，达到城市电网规划建设全局最优。城市互联下电力企业整体利益价值链涵盖了城市各类能源发、输、变电以及城市用户用电调度基础环节，实现数据与信息在电网规划设计公司、电力设备供应商、发电企业、终端用户与用户间的转换与整合，确保电力能源贯通信息与城市互联网数据系统连接城市智能电网价值链各个行业。强大的城市互联系统通过收集、分析计算到最终管控电力信息，协调价值链上的各利益相关方活动，打破了电力企业多方业务壁垒，降低了不同行业间的沟通成本。
结束语
总而言之，ADN是多元件协调互补、多主体利益交融的清洁、高效、开放的新型智能配电平台。未来研究可考虑从以下两方面着手：深入挖掘ADN其他市场化因素对调控的影响，如交易电价的不确定性、配电商面临的市场风险等；将ADN多层分区调控体系推广至其他研究课题等等。
参考文献
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