黃彥鈞

摘 要：我國(guó)電力系統(tǒng)的主要穩(wěn)定性支撐來(lái)源于配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因而，主動(dòng)配電網(wǎng)的穩(wěn)定性在一定程度上決定了我國(guó)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展。我國(guó)是一個(gè)人口眾多并且地域較廣的國(guó)家，對(duì)電的使用需求量相對(duì)較大。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了故障可能會(huì)對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)以及人身安全帶來(lái)重大的威脅。在外國(guó)一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)越來(lái)越重視主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃問(wèn)題，而我國(guó)也逐漸認(rèn)識(shí)到其嚴(yán)重性，因而對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃列舉出了相關(guān)原則。文章以主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃原則路徑為出發(fā)點(diǎn)，從基本概念、總體研究思路、以及具體分項(xiàng)規(guī)劃原則三個(gè)層面進(jìn)行具體的分析及闡述，并且要重點(diǎn)分析總體的研究思路以及具體的規(guī)劃原則。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)配電網(wǎng)；規(guī)劃；原則；電壓管理

引言

現(xiàn)代的電力系統(tǒng)工作量及其之大，工作的復(fù)雜性也不可小覷，隨著我國(guó)國(guó)民對(duì)電量需求的不斷加大，環(huán)境污染也與日俱增。因而，風(fēng)力發(fā)電、光能發(fā)電等等新能源發(fā)電方式不斷出現(xiàn)，但是還沒(méi)有在我國(guó)廣泛普及使用，我國(guó)現(xiàn)在主要的發(fā)電方式是發(fā)電機(jī)組發(fā)電。但是新能源發(fā)電技術(shù)正在不斷的完善，我國(guó)主動(dòng)配電網(wǎng)以及智能配電網(wǎng)也要逐步的完善與提升，那么下文就主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃原則的路徑進(jìn)行分析。

1 主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃原則的路徑

1.1 主動(dòng)配電網(wǎng)的基本概念

2006年，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）配電及分布式發(fā)電研究委員會(huì)（C6）成立了工作組，該工作組在2012年《主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化方法》的研究報(bào)告中將主動(dòng)配電網(wǎng)的概念表述為“主動(dòng)配電系統(tǒng)（Active Distribution System，ADS）”，強(qiáng)調(diào)未來(lái)配電網(wǎng)是具備對(duì)由分布式電源、分布式儲(chǔ)能、可控負(fù)荷組成的分布式能源進(jìn)行主動(dòng)控制和優(yōu)化運(yùn)行功能的有機(jī)整體，更全面地反映了由具備主動(dòng)響應(yīng)和主動(dòng)控制能力的新型“源-網(wǎng)-荷”構(gòu)成的未來(lái)配電系統(tǒng)的特征。響應(yīng)負(fù)荷由于可以根據(jù)電價(jià)和互動(dòng)信息等調(diào)節(jié)自身負(fù)荷需求，具備了參與配電網(wǎng)有功、無(wú)功協(xié)調(diào)的能力，即響應(yīng)負(fù)荷可看成是具有發(fā)電和消費(fèi)雙重身份的生產(chǎn)性負(fù)荷，也成為一種分布式能源。

1.2 規(guī)劃路徑

主動(dòng)配電網(wǎng)的研究思路要從我國(guó)國(guó)民的需求分析出發(fā)，只有先了解了需求才能對(duì)以下的思路進(jìn)行規(guī)劃。主要的需求分析大致分為四項(xiàng)：配電網(wǎng)規(guī)劃需求、分布式電源需求、儲(chǔ)能需求以及電動(dòng)汽車(chē)需求。當(dāng)了解了相關(guān)需求是就要對(duì)建立的模型進(jìn)行計(jì)算方法的研究，現(xiàn)在主要模型是分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)的功率特性模型，而分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)模型可以分成兩條路徑進(jìn)行分析。第一條路徑是從主動(dòng)管理方式進(jìn)行分析，然后進(jìn)行電源規(guī)劃模型建立，最后是電源規(guī)劃計(jì)算方法。第二條路徑是從主動(dòng)管理方式出發(fā)，進(jìn)而分析網(wǎng)架規(guī)劃模型建立，最后為網(wǎng)架規(guī)劃計(jì)算方法。著兩條路徑缺一不可，要將模型與計(jì)算方法研究透徹，形成一定的相關(guān)制度，要了計(jì)算方法的優(yōu)勢(shì)策略，再?gòu)闹姓页霾蛔悴⒓右愿倪M(jìn)。下一步是進(jìn)行算例的分析，算例的分析分為分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)充電站優(yōu)化配置算例分析以及主動(dòng)配電源網(wǎng)架規(guī)劃算例分析。最后是進(jìn)行目標(biāo)的確立，大體上的目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電架網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃和電源規(guī)劃。通過(guò)以上總體研究思路的規(guī)劃便可以進(jìn)行具體的實(shí)施方案以及步驟，從而建立主動(dòng)電網(wǎng)規(guī)劃的具體原則。

1.3 具體分項(xiàng)規(guī)劃原則

首先，我們要清楚主動(dòng)配電網(wǎng)的功率特性，從功率特性著手來(lái)分析主動(dòng)配電網(wǎng)的相關(guān)規(guī)劃原則。對(duì)光照能源、儲(chǔ)能裝置、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等發(fā)電裝置進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，這些新興能源發(fā)電設(shè)備都屬于復(fù)合型能源設(shè)備。在根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行配電確定性建模時(shí)，要涉及到新能源發(fā)電設(shè)備的主要特性，并且根據(jù)其特性進(jìn)行不確定性建模以及確定性建模。而從電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)電性能以及功率特性的正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)圖發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程數(shù)不能承擔(dān)相應(yīng)的符合，并且在蒙特卡洛模擬方法計(jì)算下，電動(dòng)騎騎車(chē)要進(jìn)行有序的充電，以此來(lái)平衡電動(dòng)汽車(chē)所承擔(dān)的過(guò)載負(fù)荷。

第二點(diǎn)是對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行具體分析。已知的目標(biāo)函數(shù)給定，并且約束條件也同樣確定，第一個(gè)約束條件為系統(tǒng)容量的約束，第二個(gè)約束條件為分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)充電站容量約束，第三個(gè)約束條件為滲透率的約束。以此來(lái)推出分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)充電站的布點(diǎn)，分布式電源主動(dòng)管理問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)同樣給定，其約束條件分為7點(diǎn)，分別從節(jié)點(diǎn)功率平衡、支路功率、分布式電源出力范圍、電動(dòng)汽車(chē)充電站出力范圍、變壓器分接頭調(diào)節(jié)、以及無(wú)功補(bǔ)償投切進(jìn)行約束。

2 關(guān)于電壓管理的基本原則

2.1 對(duì)于無(wú)功電壓的主動(dòng)配電網(wǎng)特性分析

盡可能地消納DG并對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)控制是主動(dòng)配電網(wǎng)的最顯著特征，由于大量DG接入，DG顯著影響了配電網(wǎng)的特性。按照一次能源的來(lái)源可以把DG分為兩類(lèi)：一類(lèi)是基于可再生能源的DG（主要包括小水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物發(fā)電等），另一類(lèi)是基于化石燃料的DG。其中后者的穩(wěn)定性和可控性比較好，而前者（特別是風(fēng)電和光伏）輸出穩(wěn)定性和可控性比較好，而前者（特別是風(fēng)電和光伏）輸出穩(wěn)定性和可控性比較差。傳統(tǒng)配電網(wǎng)的接線(xiàn)模式單一，能量?jī)H能通過(guò)單方向流通，但隨著分布式電網(wǎng)的接入，一方面改變了原有的固定接線(xiàn)模式，使電網(wǎng)能量可以根據(jù)實(shí)際狀況隨時(shí)調(diào)整方向，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的本質(zhì)特點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)W(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而改變能量的流通方向；另一方面，由于運(yùn)用了電力電子變換器在配電網(wǎng)中，有效改變了無(wú)功電壓原有的特性，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)方面都具有直觀性的變化，對(duì)于無(wú)功電壓配置來(lái)說(shuō)，是一個(gè)良好的發(fā)展契機(jī)。

2.2 主動(dòng)配電網(wǎng)無(wú)功電壓控制

主動(dòng)配電網(wǎng)的無(wú)功電壓控制主要分為兩大方向，第一大方向就是集中式的協(xié)同控制，第二大方向是自治控制。集中式協(xié)同控制要求配電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的基礎(chǔ)測(cè)量，并且能夠建立與之相互匹配的系統(tǒng)建設(shè)，如配電網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)、通信以及能量管理的建設(shè)。這是至關(guān)重要的因素，也是在主動(dòng)配電網(wǎng)無(wú)功電壓控制中的核心部分。主動(dòng)配電網(wǎng)的無(wú)極忠實(shí)的協(xié)同控制也同樣存在，大體上分為傳統(tǒng)的無(wú)功電壓控制設(shè)備、增強(qiáng)型設(shè)備、以及具有無(wú)功調(diào)節(jié)能力的DG等等。這是在現(xiàn)代我國(guó)的電力研究中所能夠開(kāi)發(fā)出的無(wú)集中式的協(xié)同控制設(shè)備，也能夠協(xié)同電力系統(tǒng)來(lái)完成主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃，由此看來(lái)，雖然DG具有諸多特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，但并不能全面性的改善配電壓水平，只能作用在其中一部分。此外，由于可變拓?fù)湓黾恿司W(wǎng)架和潮流的復(fù)雜程度，需求側(cè)響應(yīng)增加了調(diào)度和控制中的變量和維度。想解決配電網(wǎng)無(wú)功功率平衡的問(wèn)題，仍然要協(xié)同多種設(shè)備進(jìn)行控制，并結(jié)合網(wǎng)架和負(fù)荷調(diào)節(jié)等手段，這就使得含有大規(guī)模、高滲透率DG接入的主動(dòng)配電網(wǎng)的無(wú)功電壓控制問(wèn)題變得更為復(fù)雜。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃的原則本文做出了簡(jiǎn)要的闡明以及分析，對(duì)配電網(wǎng)的方法以及原理也作出了相關(guān)的統(tǒng)計(jì)。分布式能源（DERs）主要分為分布式能電源、分布式儲(chǔ)能以及可控符合。分布式電源又分為光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及地?zé)岚l(fā)電等等?？煽胤戏譃殡妱?dòng)汽車(chē)以及相應(yīng)符合。但是還是有許多本文尚未提及的主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃原則，這些原則也許是尚未實(shí)驗(yàn)，或是尚未普及，但是，相信我國(guó)的電力科技相關(guān)人員會(huì)將我國(guó)主動(dòng)配電網(wǎng)推向一個(gè)嶄新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]劉開(kāi)俊，宋毅.主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃理論與實(shí)踐方向探索[J].電力建設(shè)，2015（01）：12-14.

[2]繆立恒，王震.主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃原則探析[J].機(jī)電信息，2017（03）：23-25.

[3]潘超，孟濤，蔡國(guó)偉，等.含分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃模型[J].電測(cè)與儀表，2015（24）：13-15.