主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)分析

尹湛

摘 要：分布式能源具有間歇性和隨機性的特點，這在一定程度上會導(dǎo)致配電網(wǎng)的供電可靠性下降，從而影響配電網(wǎng)電能的質(zhì)量，為了使配電網(wǎng)的電壓水平保持較為平穩(wěn)的狀態(tài)，必須在加強分布式電源、柔性負荷研究的基礎(chǔ)上，提出主動配電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)的策略。

關(guān)鍵詞：主動配電網(wǎng) 運行優(yōu)化技術(shù) 需求側(cè)響應(yīng) 負荷 電壓

中圖分類號：TM72 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0006-02

現(xiàn)有的培地網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控策略，大多建立在信息通信技術(shù)與電子電力技術(shù)框架下的自制控制模型，不能滿足現(xiàn)代化的供電要求，因此為了減少分布式電源帶來的不確定性的影響，需要對主動配電網(wǎng)的分布式電源、儲能等部分進行優(yōu)化，因此該文將從主動配電網(wǎng)的構(gòu)成及其潮流計算出發(fā)，深入研究主動培地網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容，以供相關(guān)從業(yè)人員借鑒學(xué)習(xí)。

1 主動配電網(wǎng)的構(gòu)成及其潮流計算

1.1 主動配電網(wǎng)概述

主動配電網(wǎng)主要是指在適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管制度和用戶接入準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，靈活地運用網(wǎng)絡(luò)拓撲來實現(xiàn)潮流的分布，這對分布式電源提供了一定的支撐作用，確保相關(guān)工作人員能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式能源的儲能單元的主動控制?？梢哉f，主動性原則是主動配電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)的核心，在主動配電網(wǎng)之中，DG不僅能夠參與優(yōu)化控制，還能主動地對配電網(wǎng)進行無功電壓控制，從而充分發(fā)揮DG的作用，實現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運行。同時，主動配電網(wǎng)的負荷也是可調(diào)控的，電力公司可以采用經(jīng)濟措施誘導(dǎo)用戶，從而達到控制負荷的目的，除了宏觀的控制，主動配電網(wǎng)還可以通過調(diào)節(jié)移動設(shè)備用電功率的方式，達到精確控制，并且在無功電壓的平衡作用下，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)形成一定的保護[1]。

1.2 蓄電池儲能模型

除了能夠平衡發(fā)電量與用電量，蓄電池儲能還能充當(dāng)應(yīng)急電源，并平衡發(fā)電量與用電量，從而降低網(wǎng)絡(luò)耗損，改善供電的電壓水平，在主動配電網(wǎng)運行的過程中，難免會遇見一些突發(fā)狀況，這在一定程度上會影響主動配電網(wǎng)的正常運行，為了提高主動配電網(wǎng)連續(xù)運行的能力，必須使用到備用電源，從而繼續(xù)提供用電服務(wù)，在這方面，蓄電池儲能具有無可比擬的優(yōu)越性，為了應(yīng)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量波動等問題，主動配電網(wǎng)通常都采用蓄電池儲能的方式，相比電容器儲能和蓄水儲能，蓄電池儲能的技術(shù)相對成熟，因此成本很低，具有較高的經(jīng)濟性，被廣泛的應(yīng)用于主動配電網(wǎng)之中，不僅能夠保證配電網(wǎng)的正常運行，還解決了電壓復(fù)合總需求量不穩(wěn)定的情況，從而使主動配電網(wǎng)之中的用電單元達到相對平衡的狀態(tài)，一定程度上增加了主動配電網(wǎng)電能的利用率，減少風(fēng)機對主動配電網(wǎng)的影響。

1.3 主動配電網(wǎng)潮流計算

主動配電網(wǎng)的潮流計算基本流程為，檢測初始化饋線節(jié)點的電壓，然后分別計算各支路的電流情況，最后回代求解各節(jié)點的電壓，如果這個過程中，主動配電網(wǎng)中的電壓沒有達到收斂的要求，就要重新進行計算，確保潮流計算的準(zhǔn)確性。主動配電網(wǎng)通常采用前推回代法來實現(xiàn)配電網(wǎng)的潮流計算，該方法不僅有效解決了主動配電網(wǎng)節(jié)點較多的問題，其適用性非常廣，對電壓有很好的抑制作用，主動配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)收斂性差，因此使用直接法和扭斷拉夫遜法無法進行有效的計算，特別對于初期電壓敏感問題，只有使用前推回代法才能將靜電特性很好的呈現(xiàn)出來，但對于弱環(huán)節(jié)的松弛節(jié)點類型，最好還是使用回路抗組法[2]。

1.4 技術(shù)構(gòu)架

建立主動配電網(wǎng)的運行系統(tǒng)，首先要從建立監(jiān)視中心入手，在主動配電網(wǎng)日常運行當(dāng)中，會產(chǎn)生饋線故障等問題，因此加強監(jiān)視中心的建設(shè)，能夠有效地減少故障的產(chǎn)生，以便相關(guān)工作人員能在故障問題產(chǎn)生的第一時間，采取解決措施，提高主動配電網(wǎng)的運行能力。其次，控制中心也是配電網(wǎng)系統(tǒng)的核心模塊之一，因此加強控制中心的建設(shè)，不僅能夠提高主動配電網(wǎng)的調(diào)控能力，還可以在信息技術(shù)相對支持下，實現(xiàn)高級應(yīng)用功能。

2 主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

2.1 需求側(cè)響應(yīng)

需求側(cè)響應(yīng)是實現(xiàn)用電環(huán)節(jié)與供電環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段，同時，需求側(cè)響應(yīng)在保證主動配電網(wǎng)安全運行的工作中發(fā)揮著重要的作用，因此為了更好地讓需求側(cè)響應(yīng)參與到電力供需平衡工作中，應(yīng)該發(fā)揮模塊化系統(tǒng)智能決策的重要功能，減少需求側(cè)響應(yīng)中的不確定性。用戶需求變化，也是相關(guān)工作人員應(yīng)該關(guān)注的問題，根據(jù)用戶的適應(yīng)性情況與需求的變化，加強動態(tài)收費的設(shè)計，是完善主動配電網(wǎng)響應(yīng)機制。還可以針對系統(tǒng)側(cè)分析的波動性和不確定性等特性，來設(shè)計響應(yīng)性能方案，使所有用戶都能享受到用電控制方案帶來的便利。此外，相關(guān)人員也要做好響應(yīng)性能的評價工作，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，需求側(cè)響應(yīng)還能對用電環(huán)節(jié)進行負荷波動性預(yù)測，并且根據(jù)用戶側(cè)響應(yīng)的業(yè)務(wù)信息，動態(tài)的修正負荷基本方案，保證電力系統(tǒng)的整體可靠性[3]。

2.2 基于主動機制的智能自愈

由于分布式電源高滲透率的主動配電網(wǎng)呈現(xiàn)不確定性的工況，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該加強主動配電網(wǎng)的智能自愈系統(tǒng)建設(shè)，智能自愈系統(tǒng)不僅能夠為自動配電網(wǎng)運行提供自愈決策，還具有風(fēng)險評估、自我恢復(fù)的功能。在設(shè)備脆性評估的過程中，如果評估結(jié)果顯示警戒，則需要采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施，這一過程通常在主動配電網(wǎng)的主站集中執(zhí)行[4]。如果風(fēng)險評估顯示故障，則需要對主動配電網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，從而確保主動配電網(wǎng)達到運行穩(wěn)定狀態(tài)。同時，要建立智能自愈系統(tǒng)的狀態(tài)感知模塊，從而在日常的運行當(dāng)中進行分布式電源和主網(wǎng)的感知，并通過智能配電網(wǎng)分析，對主動配電網(wǎng)的運行情況進行在線風(fēng)險評估，并據(jù)此來判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，應(yīng)該采取什么樣的動作。

2.3 多能源系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化

為了實現(xiàn)能源系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，需要在系統(tǒng)總輸入檢修計劃數(shù)據(jù)以及多能源系統(tǒng)的特性，并對新能源進行提及調(diào)用，從而滿足調(diào)度評價功能，多能源系統(tǒng)調(diào)度評價功能主要包括調(diào)度優(yōu)化的評價、調(diào)度策略效能的評價以及安全校核，相關(guān)工作人員要把握好協(xié)同優(yōu)化與調(diào)度執(zhí)行之間的關(guān)系，從而在分機預(yù)測的要求下，實現(xiàn)對主動配電網(wǎng)調(diào)度的優(yōu)化。同時，多能源系統(tǒng)不僅能夠?qū)χ鲃优潆娋W(wǎng)相關(guān)設(shè)備進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，還能在實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)風(fēng)險的分析與預(yù)測，這對加強主動配電網(wǎng)運行能力具有重要的意義。多能源系統(tǒng)在主動配電網(wǎng)安全運行控制當(dāng)中，也發(fā)揮了重要的作用，多能源系統(tǒng)具有風(fēng)險平抑的作用，只要相關(guān)工作人員輸入數(shù)據(jù)，就能清楚地知道主動配電網(wǎng)的側(cè)響應(yīng)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上進行快速的決策。

2.4 主動配電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)的后續(xù)展望

隨著大量分布式能源的接入，在未來主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)擁有廣泛的發(fā)展空間，隨著科技技術(shù)的進步，主動配電網(wǎng)技術(shù)將進入一個快速發(fā)展的階段，不僅對于解決雙側(cè)不確定性問題具有明顯的效果，還可以提高能源利用率，使電網(wǎng)進一步得到優(yōu)化[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)是一種面向未來的技術(shù)，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)框架的基礎(chǔ)上，不斷完善主動配電網(wǎng)的功能。

參考文獻

[1] 章健，張弛，董惠榮，等.基于多代理的含分布式能源的主動配電網(wǎng)及運營管理系統(tǒng)研究[J].華東電力，2013（11）：2229-2232.

[2] 鐘清，余南華，孫聞，等.主動配電網(wǎng)分布式電源規(guī)劃及經(jīng)濟性分析[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2014（11）：82-86.

[3] 尤毅，劉東，鐘清，等.多時間尺度下基于主動配電網(wǎng)的分布式電源協(xié)調(diào)控制[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（9）：192-198，203.

[4] 劉科研，盛萬興，張東霞，等.智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求和場景分析研究[J].中國電機工程學(xué)報，2015（2）：287-293.

[5] 周鑫，田兵，許愛東，等.基于CYMDIST的配電網(wǎng)運行優(yōu)化技術(shù)及算例分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015（2）：91-97.endprint