综合能源背景下的配电网规划研究

发表时间:2021/7/9   来源:《当代电力文化》2021年3月第7期   作者:杨永旭
[导读] 在可持续发展观念的深刻影响下,当前社会对可再生能源的高效化应用表现出了高度关注
        杨永旭
        国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司 066000
        摘要:在可持续发展观念的深刻影响下,当前社会对可再生能源的高效化应用表现出了高度关注。在各个能源系统交互程度日益提高的同时,人们也对传统能源系统在资源优化配置上的缺陷产生了新的认识。若是只将目光放在单一能源的规划利用上,就很有可能导致各能源系统间的协调性受到消极影响。在这种情况下,促进电、气、热等常见能源系统有机耦合就显得尤为重要,这将在很大程度上促进能源系统的优化配置,从而为社会整体的发展提供更加可靠的能源支持。必须注意的事,各系统实现有机耦合的基础是电网规划的有序性。因为电力是各种能源转化的关键环节,所以电力系统自然也就成了综合能源系统的核心部分。在多种能源与电力系统的交互中,配电网的复杂程度也在相应提高,若是坚持使用传统配电网规划方法,那么综合能源系统的高效运行就会受到阻碍。基于此,以下将从交通系统、天然气系统和分布式电源等方向进行电力规划方面的分析,以求为配电网规划的研究和改善提供现实依据。
        关键词:综合能源;配电网;规划
        1 电力与交通系统交互下的配电网规划
        在汽车电池生产技术逐步成熟和环保意识深入人心的共同作用下,以电动汽车为代表的新能源交通工具正处于蓬勃发展状态。随着电动汽车用户规模的不断扩大,电力系统和交通系统的耦合点也会越来越多,包含电动汽车的交通系统势必会成为综合能源背景下配电网规划的重要部分。结合电动汽车的用电特征可以认识到,电动汽车的聚集性充电将会在短时间内造成局部地区符合紧张,尤其是电启动汽车充电高峰期会直接加剧配电网负担。由此可见,在交通系统能源使用状况变化的基础上,重新规划电网就显得很有必要。在规划过程中要充分考虑电动汽车运行特性,为充电站的选址制定合理的方案,用户充电习惯、充电时间分布等都是需要妥善考虑的内容。
        在含电动汽车的交通系统配电网规划中,目标层的设计包含对配电网经济性、安全性与可靠性的要求。对于用户来说,应当表现出充电的经济性和便捷性,最后再兼顾到变电站和布局合理性;约束层的设计主要变现为对配电网和充电设施的约束,其中的主要参数共包括容量、电气和电流。至于充换电设备就需要对车流量、道路交通和服务范围等因素进行考量。尤其需要注意的是V2G模式要对热稳定和母线短路电流等参数进行约束;算法层涵盖充电站的建设、使用、维护各个方面,在多种算法的协同作用下,目标函数最优解将转化到配电网规划中。
        总的来说,电动汽车行业的繁荣发展是可预见的,所以电动汽车充电站必然会对综合能源背景下的电网规划产生影响。有关规划部门应当及时对电动汽车V2G特征进行深入研究,以此实现多目标、多约束的规划需要。
        2 电力-分布式电源系统的配电网规划
        2.1 分布式电源的简要分析
        分布式电源指的是适应环境的小型发电系统,这类系统通常分布在住户附近,利用太阳能、风能等多种能源类型进行发电。分布式电源是电网规划不容忽视的存在,然而分布式电源的随机性和不稳定性的因素也在很大程度上对配电网的规划产生了不利影响,即配电网可能因为分布式电源的不确定性因素出现耕读偶的故障问题和协调控制问题。不过考虑到分布式电源的能源属性和环境效益,配电网规划中还是需要保持足够重视。至于分布式电源有关的配电网合理规划,应当保证利用效率。经济性和稳定性。


        2.2 合理规划分布式电源的配电网
        不同类型的分布式电源的联合配置模型的规划也各不相同,以光伏电机来说,储能能量的动态变化过程中是必须考虑的内容,若是在问题考虑时不周到,就会直接导致应用问题。总的来说,分布式发电机的配置问题就在于电源供能的不稳定性和动态负荷,所以分布式电源的配电网规划需要考虑到继电保护、电压稳定等因素,否则就难以兼顾环境效益和经济效益的要求。
        实际运行中,分布式电源的接入会导致配电网运行发生变化,由单电源转变成多电源,这样就会直接影响网络损耗和节点电压。考虑到这种运行特征,传统的配电网规划显然已经无法适应需要,研究适应分布式电流源的配电网规划就显得极为重要。以智能体遗传算法为主体的经济型配电网规划模型可以将建设、运行成本当作目标函数,然后利用算法对电源位置和容量进行合理选址,最终实现优化配电网架构的目标。
        分布式电源的优越性毋庸置疑,当分布式电源大规模介入后,配电网的功能也将发生巨大转变。在分配式电源接入配电网时,应当兼顾好单一规划与综合规划的关系,对DG安装位置进行优化调整,促进配电网全局规划的改善。
        3 利用综合能源协同优化后的配电网具体规划策略
        3.1 对新区的供热电网规划方案
        结合新区规划方案和“十三五”规划方案内容,该区在针对该区的热负荷能量需求制定时确定,该区在未来至2030年间其最大热能需求量将达到595t/h。而为了保证该区在规划及发展中满足该热负荷量,结合该区经济实力分成两期工程建立电热联产供热基地,分别为:第一期可建立两项2×180MW级电热联产项目;第二期可使用两套2×400MW发电装机装备,两期的供热量分别为139t/h和635t/h,两期电热联产基地可实现对新区供热量635t/h,充分满足新区整体热能需求,同时可将多余的热能供应给新区周边,提升新区发展速率。
        3.2 对新区的风能、光能协同供电规划方案
        拟在新区主干道路凤凰大道和景观大道路两侧建设风光一体化路灯。采用高压钠灯照明的路面照度按30Lx考虑的6车道主干道的照明功率密度值不应大于1.05W/m2。示范区主干道路长度约46km,按主干道红线宽度40m估算道路面积约184万m2,路灯总功耗约为1.93MW,风能和光能约占10%,其余主网电源补充。
        3.3 溴化锂制冷系统规划法方案
        考虑园区综合能源实际情况,能源站采用燃气内燃机,其特点为发电效率高,设备集成度高。其发电效率通常在30%~40%之间。排出的高温烟气进入吸收式制冷机,消耗夜间的低谷电能,利用溴化锂及冰水相变潜热进行能量的储存,白天用电高峰期释放出冷量。利用峰谷电价差,在电价较低的谷时段蓄冷,在电价较高的峰时段释放冷量,降低系统运行综合成本,协助电网公司消峰填谷,提高综合能源系统利用效率。
        4结束语
        综合能源背景下,配电网的功能必将从电能配送发展为多种能源相互转换、利用的新型配电网。在充分考虑交通系统、天然气系统和分布式电源的情况下,相信综合能源下的配电网规划会向着全面、协调的方向发展,从而在综合能源系统中创造更多的经济效益和环境效益。
        参考文献
        [1]刘盛浩.智能配电网规划与建设[J].科技创新与应用,2020(32):61-62.
        [2]盛万兴,段青,王良,等.基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划[J].高电压技术,2020(10):1-15.
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: