吴海岸
合肥电力规划设计院 安徽合肥 750011
摘要：分布式发电与高质量用电需求改变了传统供配电模式。主动配电网（ADN）利用互联网通信、需求侧响应技术，实现了对规划区域内分布式电源（DG）、柔性负荷的双向潮流协调管控，保障了用户的用电质量和电网企业的盈利。规划主动配电网的过程中，DG的随机性以及需求侧响应机制造成的电网系统供需不平衡，对电网双向互动智能服务提出了更高的要求。
关键词：城市能源；互联网视角；配电网规划
1 城市能源互联网与ADN规划
城市能源互联网是由分布式能源发电系统、能源传输、能源协调运行系统以及智能电网数据管理、信息采集等多系统构成的能源互联平台。城市能源互联网下可再生分布式电源、电动汽车（EV）及储能系统（ESS）等电力负荷剧增，使得城市内部可利用能源多元化，对传统配网规划设计工作带来冲击；大量电力资源分散性接入电网使得能源管理模式发生改变，要实现多源电力负荷间的平衡与协调规划，必须提高供能和用能双方的配合度；另外，对多类型能源间的数据进行汇总、分析、挖掘，以实现能源与信息交互、共享，也是配网规划发展关键性研究。
2城市能源互联网核心技术对ADN规划的影响
2.1 分布式电源的接入
ADN通过灵活的网络拓扑结构进行潮流约束，结合先进的需求响应技术与用户参与需求调度的自主性对负荷综合治理，使能源形式逐步向耦合和集成方向发展。城市能源互联网视角下ADN规划中多类型、不确定的分布式电源的引入给城市电网高品质供/用电与电网运行调度提出挑战，频繁的负荷变化会产生较大的频率偏差甚至频率崩溃。受间歇电源分布随机性和出力不稳定性以及柔性负荷柔性调度和调节能力局限影响，ADN在潮流管理、电压协调控制、供需平衡方面面临巨大压力，导致的电压及电能质量不稳定，使得负荷预测与发电预测工作量增大，增加电网系统的运行风险。
2.2 储能系统
在传统的配电网模式中，电力资源都是即发即用，能源网络系统运行安全性低。储能设备可实时响应电力系统频率、电压调节，提升系统电能质量和安全系数。面向能源联网的ADN下，ESS的应用可分为电源侧、输配侧、需求侧3类：以DR多能源发电协同大规模集中式发电的配电网电源侧的ESS，解决了新能源接入电网间歇性和波动性问题，提高电力系统分析消纳能力；在配电网输配侧，ESS可以用于不间断电源，达到削峰填谷、降低网络损耗的目的；在需求侧，大规模储能设备的应用有效缓解了分时用电失衡的情况，提高了设备的利用率和系统效率。在实际的ADN规划中，需要综合城市整体规划考虑ESS的接入位置和不同类型ESS的最大容量与功率。其中，EV充电桩作为数字新基建的研究聚点，利用车载储能设备平抑可再生能源接入电网造成的电压波动。
2.3 需求侧响应技术
需求侧响应技术（DSR）可实现ADN内部功率的双向流动，通过与终端用户进行双向信息交流和分时电价政策的鼓励，调整电网系统整体运行状态，达到提高再生能源利用率、多源互补、电网供用电平衡、削峰填谷的作用。在系统运行过程中，DSR以信息为导向，实时监控供/用电信息、整合双向信息、提高ADN规划灵活性。在实际城网规划过程中，考虑分布式电源与DSR相融合的电网综合规划，可有效降低电力系统网损。
3 城市能源互联网下的ADN规划管理策略
3.1 加强地方政府沟通
在城市能源互联网中，DR,EV,ESS与城市交通系统相得益彰，较常规的ADN规划市场更为开放、运营模式更加丰富。
无论是城市ADN规划前期负荷预测与发电预测的准确性，还是市场交易、综合能源服务等多方位平台对资源的优化配置，都离不开中央以及各级地方政府的扶持政策。
在规划过程中，除考虑技术手段的影响外，城市内部变电站场地的合理布局、交通条件以及网架周边的居民设施等都是规划可行性的重要因素。在规划前期，与当地政府规划部门进行有效沟通，了解城市建设与市场环境和当地政府在配电网规划各个阶段的用电政策，制定完善的规划制度，充分利用城市土地资源以保障地方政府政策收入最大化，避免出现变电站选址、电源定容与城市整体规划冲突的情况。
3.2 强化供电企业技术对接
风光与储能等柔性负荷的不确定性，为负荷预测带来巨大的工程量。DR改变了传统配电系统的网架结构，单一电源发电变为多类别能源发电，不合理的分布式电源位置与容量导致节点电压下降。因此，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。
3.3 设计公司自身业务求变
新形势下，城市能源互联网下配电网规划要满足科学、合理、稳定的设计理念，电网设计公司就需要在竞争激烈的互联网新时代主动求变。要紧跟时代主流，多渠道开展拓展新能源市场业务升级，保持能源信息融合综合服务前瞻性与一体化对接；紧抓电网设计工作新业务技术研讨与内部员工专业技能提升，通过自身技术提升，形成设计企业专业技术壁垒，增强设计工作价值含量，推动城市智慧电网设计工作的高低搭配。
通过建设集成共享的数字电网平台，提升电网与政府、电网与客户以及电网内部各部门、各专业之间的资源整合和数据共享水平，提升电网规划、建设的精准性和前瞻性，提高新基建电网配套项目的建设质量和速度。同时，在信息化时代，城市ADN终端用户主动参与需求响应，将改变负荷特性，导致负荷预测难度高、城市电网规划前期设计工作专业复合性强。设计人员应加强技能型知识储备，企业应提高技术性人才比例与人员升级，完善企业业务、增强技术优势。
3.4 构建整体利益价值链
基于城市能源互联网下城市内部互联互通、优化共享理念，打造城市电力行业全过程整体利益价值链。在电力数据资产全生命周期成本（LCC）内搭建电力资金流、信息流、业务流、价值流“四流合一”的全行业框架指标。其中，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。
4 结束语
ADN通过需求分析自主管控实现多源协同优化，实现接入DG的最大消纳。DG、ESS、EV等柔性负荷的接入，需要在ADN运行中采用更多的先进技术与灵活的输配用电模式，城市能源互联网理念的发展趋势为电网关键技术提供更多联动性。
本文首先研究了DR协同互动、ESS、信息通信、DSR等核心技术对配网规划影响机理，然后从加强地方政府沟通、加强企业技术对接、公司自身业务求变和建构整体价值链4个角度出发对城市配电网提出规划建议。
参考文献
[1]范明天,张祖平,苏傲雪,等.主动配电系统可行技术的研究[J].中国电机工程学报,2013,33(22):12-18.