宋康

摘 要：近幾年國(guó)家針對(duì)能源方面出臺(tái)了一系列政策，分布式間歇性電源不斷融入電網(wǎng)，這給電網(wǎng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，在能源的管理和控制上需要新的策略和方法，而主動(dòng)配電網(wǎng)通過(guò)對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)管理和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)間歇式能源的有效消納。分布式電源通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)智能的代替大電源，充分體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。本文將通過(guò)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的能源的管理和控制進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)配電網(wǎng)；能源管理控制；分布式能源；研究分析

1 主動(dòng)配電網(wǎng)的概念

所謂的主動(dòng)配電網(wǎng)是指內(nèi)部具有分布式或分散式能源，具有控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)，能夠靈活的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)高效的控制管理電網(wǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的高級(jí)階段，從被動(dòng)電網(wǎng)到主動(dòng)電網(wǎng)，在這個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程中融合了能量流和信息流，隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，信息和大數(shù)據(jù)顯得越來(lái)越重要，下面從圖中了解智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程，如圖1

主動(dòng)配電網(wǎng)的出現(xiàn)促進(jìn)新能源消納，使分布式電源和配電網(wǎng)相互備用，為用戶節(jié)約電費(fèi)。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

歐盟FP6主導(dǎo)的ADINE工程，利用自動(dòng)化、信息等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模的分布式電源接入配電網(wǎng)進(jìn)行主動(dòng)管理，如圖2

這個(gè)工程解決了被動(dòng)配電網(wǎng)融入分布式電源出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，使我國(guó)的能源進(jìn)入了智能時(shí)代，主動(dòng)配電網(wǎng)可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析用戶的用電習(xí)慣，例如用戶何時(shí)看電視、用洗衣機(jī)等用電行為習(xí)慣，供電企業(yè)為用戶提供精準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。而且用戶還可以查詢選用周邊的分布式電源和電價(jià)，使得電力資源高效分配的同時(shí)降低用戶的使用電費(fèi)。

2012年“主動(dòng)配電網(wǎng)的間歇式能源消納及優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用”在廣東佛山三水區(qū)示范，示范區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了全面的光伏消納，用電可靠性高達(dá)99.99%，示范區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖3

這個(gè)示范應(yīng)用展示了主動(dòng)配電網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)間歇式能源的高效消納以及供電的可靠性，為我國(guó)主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2014年“多源協(xié)同的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究和示范”分別在佛山、貴陽(yáng)、北京、廈門展開，如今廣東的示范區(qū)能夠自主的消納可再生能源，保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

3 主動(dòng)配電網(wǎng)的能源管理和控制

3.1 主動(dòng)配電網(wǎng)多能源協(xié)同交互控制技術(shù)

這種控制技術(shù)是針對(duì)能源模式較多的地區(qū)，例如可以利用風(fēng)水發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等多種模式，主動(dòng)配電網(wǎng)需要對(duì)多種可分布式能源和負(fù)荷進(jìn)行合理的優(yōu)化控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用，下面詳細(xì)介紹4種管理技術(shù)：

3.1.1 主動(dòng)配電網(wǎng)的全局運(yùn)行決策優(yōu)化管理技術(shù)

主動(dòng)配電網(wǎng)的全局運(yùn)行決策優(yōu)化管理技術(shù)是以整個(gè)主動(dòng)配電網(wǎng)為核心，考慮到配電網(wǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)點(diǎn)的運(yùn)行，考慮到能源的高效利用，考慮到用戶的用電習(xí)慣以及經(jīng)濟(jì)利益，從整體上總觀全局，找到合理的配電運(yùn)行方案，是全局運(yùn)行決策優(yōu)化管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最終目的，例如多種分布式的能源水風(fēng)陽(yáng)光等多種類型，這些能源在發(fā)電的時(shí)候可能會(huì)受到氣候和環(huán)境的影響，同時(shí)還受到儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，因此這種技術(shù)是一種變化的約束控制技術(shù)，要綜合考慮各方面的因素，既要考慮其接入后產(chǎn)生的峰谷電價(jià)差與降低線路損耗兩方面所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，又要考慮用戶需求，因此這項(xiàng)技術(shù)是主動(dòng)配電網(wǎng)控制技術(shù)的關(guān)鍵。

3.1.2 主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)同交互控制技術(shù)

所謂的協(xié)同交互控制技術(shù)是電源和用戶共同的決定配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，分布是能源波動(dòng)性較大，主動(dòng)配電網(wǎng)很難精確的控制他的能源供給和儲(chǔ)備，因此區(qū)域內(nèi)自治—區(qū)域間交互—全局協(xié)調(diào)的協(xié)同交互控制技術(shù)是解決主動(dòng)配電網(wǎng)多分布式電源、多儲(chǔ)能、多控制設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行有效手段。詳見(jiàn)圖4協(xié)同交互控制示意圖

3.1.3 主動(dòng)配電網(wǎng)的負(fù)荷主動(dòng)管理技術(shù)

主動(dòng)配電網(wǎng)中間歇式能源的接入使得配電網(wǎng)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)，這嚴(yán)重影響可再生能源在配電網(wǎng)中的滲透，主動(dòng)配電網(wǎng)的負(fù)荷主動(dòng)管理技術(shù)是通過(guò)給需求側(cè)響應(yīng)，來(lái)直接的控制負(fù)荷，來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)中電壓，功率的波動(dòng)，這種主動(dòng)型的負(fù)荷控制技術(shù)，需要對(duì)不同區(qū)域不同類型的可控負(fù)荷進(jìn)行主動(dòng)的管理，在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)用戶信息的分析了解甚至管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，達(dá)到主動(dòng)配電網(wǎng)的源—網(wǎng)—荷協(xié)同優(yōu)化的目的。

3.1.4 主動(dòng)配電網(wǎng)的快速供電恢復(fù)技術(shù)

這種技術(shù)是在主動(dòng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)分析處理選擇最優(yōu)的供電路徑快速供電，在應(yīng)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)中大量的可再生能源的接入，所導(dǎo)致的供電故障及自動(dòng)回復(fù)供電的問(wèn)題上，可以通過(guò)就地的方式解決，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)的大量冗余引起供電的可靠性下降，當(dāng)然通過(guò)智能分布式故障處理邏輯，對(duì)配電開關(guān)設(shè)備或配電站配置的配電終端之間的相鄰?fù)ㄐ牛_定自身的動(dòng)作邏輯，來(lái)回復(fù)供電是實(shí)現(xiàn)供電自動(dòng)化的表現(xiàn)，雙重的回復(fù)供電方式保證了故障出現(xiàn)時(shí)用戶正常用電。

3.2 主動(dòng)配電網(wǎng)的能源管理模式

3.2.1 主動(dòng)配電網(wǎng)網(wǎng)側(cè)運(yùn)行控制模式

主動(dòng)配電網(wǎng)網(wǎng)側(cè)運(yùn)行控制模式顧名思義是通過(guò)控制電網(wǎng)側(cè)的設(shè)備使供電穩(wěn)定，例如控制儲(chǔ)能裝置、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等來(lái)控制分布式電源的接入，進(jìn)而穩(wěn)定電壓，功率以及供電的穩(wěn)定性。

3.2.2 主動(dòng)配電網(wǎng)源-網(wǎng)雙側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制模式

這種模式是在網(wǎng)側(cè)運(yùn)行控制模式失效的情況下，可以通過(guò)控制用戶的分布式電源控制系統(tǒng)，直接或間接的對(duì)用戶的分布式電源進(jìn)行控制，進(jìn)而保障配電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

3.2.3 源側(cè)運(yùn)行控制模式

這種控制模式是在用戶使用分布式發(fā)電控制系統(tǒng)，或者自用自發(fā)的分布式電源并網(wǎng)時(shí)影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行或者電能質(zhì)量超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，電網(wǎng)側(cè)通過(guò)控制并網(wǎng)開關(guān)來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，不可再生能源逐漸減少，主動(dòng)配電網(wǎng)的能源管理和控制是未來(lái)能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)配電網(wǎng)的能源管理和控制實(shí)現(xiàn)了間歇式能源的有效消納，能夠主動(dòng)的控制分布式能源的接入、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的自動(dòng)化，希望本文的內(nèi)容對(duì)于我國(guó)建設(shè)主動(dòng)配電網(wǎng)有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]尤毅，劉東，于文鵬，等.主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（18）：11.

[2]李紅，趙楊，冷莉.主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展[J].中國(guó)科技信息，2014，（12）：191.

（作者單位：國(guó)電南瑞科技股份有限公司）