劉 東, 張 弘， 王建春

(1. 上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海 200240；2. 國網(wǎng)淮安供電公司，江蘇 淮安 223001)

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主動配電網(wǎng)技術研究現(xiàn)狀綜述

劉 東1, 張 弘1， 王建春2

(1. 上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海 200240；2. 國網(wǎng)淮安供電公司，江蘇 淮安 223001)

主動配電網(wǎng)作為解決大規(guī)模分布式能源接入及配網(wǎng)優(yōu)化運行問題的有效解決方案，是智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，引發(fā)了國內外學者廣泛而深入的研究。本文從主動配電網(wǎng)規(guī)劃技術、主動配電網(wǎng)運行控制技術、主動配電網(wǎng)供電恢復技術與主動配電網(wǎng)負荷管理技術等相關重點領域出發(fā)分析了主動配電網(wǎng)關鍵技術的研究現(xiàn)狀,并闡述了國內外主動配電網(wǎng)示范工程試點情況。

主動配電網(wǎng); 可再生能源; 示范工程；綜述

0 引言

由于分布式能源(distribution energy resource, DER)的大量接入，配電網(wǎng)產生了功率倒送、棄風棄光等現(xiàn)象，為電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來很大影響同時降低了新能源的效益與價值。主動配電網(wǎng)(active distribution network, ADN)是為解決分布式能源接入配電網(wǎng)問題而提出的方案，利用先進的電力電子技術、通信和自動控制技術，具有協(xié)調控制各種類型分布式能源的能力。它可以實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中雙向潮流的控制，使新能源所發(fā)電量得到高效的利用，從根本上解決大量分布式能源接入配電網(wǎng)的問題，是未來智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢[1，2]。

主動配電網(wǎng)由分布式電源(distributed generation, DG)、各類負荷以及大量監(jiān)控裝置等構成，通常包含光伏、風電等可再生能源的發(fā)電裝置，以及為有效平抑間歇式能源的出力波動而配置的儲能設備。對比傳統(tǒng)配電網(wǎng)，主動配電網(wǎng)是可控的，在實時獲取全網(wǎng)運行狀態(tài)的情況下，綜合利用各種可控DG(如儲能設備)、靈活的網(wǎng)絡結構(開關)以及電壓調節(jié)設備(如無功補償裝置)，通過主站管理系統(tǒng)的控制調度實現(xiàn)配電網(wǎng)在正常工況下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行和故障情況下的隔離恢復。同時能夠結合用戶側需求分析，綜合優(yōu)化計算給出最優(yōu)的運行方式。

作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，越來越多的學者將研究重點放到了主動配電網(wǎng)相關領域的研究上來，本文將從主動配電網(wǎng)相關關鍵技術與國內外工程實踐兩方面展開論述，闡述主動配電網(wǎng)技術的相關研究現(xiàn)狀。

1 主動配電網(wǎng)關鍵技術

主動配電網(wǎng)作為目前國際上的研究熱點，學者們對其涉及到的諸多相關技術均展開了研究，其中熱點研究方向主要包含主動配電網(wǎng)的規(guī)劃技術、運行控制技術、供電恢復技術與主動負荷管理技術等多個方面。

1.1 主動配電網(wǎng)規(guī)劃技術

和傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃不同，主動配電網(wǎng)的規(guī)劃設計過程中不僅要考慮傳統(tǒng)規(guī)劃的內容，更要考慮新出現(xiàn)的DG、需求側管理等不同信息，同時由于可再生能源(風、光等)的出力波動存在不確定性，使得考慮DER的主動配電網(wǎng)規(guī)劃問題也將具有很大的不確定性。目前，部分學者已對主動配電網(wǎng)的規(guī)劃問題開展了相關研究，取得了一定成果，本節(jié)從考慮分布式發(fā)電、儲能、需求側管理這幾個方面的主動配電網(wǎng)規(guī)劃研究展開闡述。

1.1.1 考慮分布式發(fā)電的配網(wǎng)規(guī)劃

分布式發(fā)電的概念早于主動配電網(wǎng)的概念為人們所知，因此，國內外學者對于考慮DG的配網(wǎng)規(guī)劃開展了廣泛、深入的研究。文獻[3]給出了一個考慮DG接入的多階段配電網(wǎng)擴展規(guī)劃問題的建模及求解方法，結合網(wǎng)架參數(shù)在約束條件中計入節(jié)點電壓的同時使模型仍保持為一個混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)問題。文獻[4]同樣展示了一個考慮接入DG的運行策略的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃問題，首先介紹了一種應用于富含DG的配網(wǎng)自主性區(qū)域配網(wǎng)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了以下兩方面的優(yōu)化控制：通過有載調壓優(yōu)化電壓，減少電壓越限，提升電能質量；用合理削減DG實現(xiàn)最優(yōu)潮流控制，然后進一步提出了一種配電網(wǎng)擴展規(guī)劃方法，將問題分解為上層的配網(wǎng)擴建MILP問題和下層N-1校驗。

除采用MILP模型外，混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)和智能算法、啟發(fā)式算法在應用求解配網(wǎng)規(guī)劃問題中也十分常見。文獻[5]采用人工蜂群算法，在每階段中都進行日前經(jīng)濟調度機組組合計算，從而實現(xiàn)了配網(wǎng)規(guī)劃問題與機組組合問題的統(tǒng)一考慮。文獻[6]采用啟發(fā)式方法對含分布式電源的配網(wǎng)規(guī)劃進行了研究，用模糊算法進行評估分析。文獻[7]采用遺傳算法和模擬退火算法，將分布式電源選址定容與網(wǎng)架擴展拆分為兩個階段，分別應用兩種啟發(fā)式算法求解。

除經(jīng)濟成本外，供電可靠性也是加入DG后配電網(wǎng)規(guī)劃問題應當重要關切的一個因素。文獻[8]在考慮配電網(wǎng)中可能集成波動性可再生能源的前提下，提出了主動配電網(wǎng)動態(tài)規(guī)劃模型，在目標函數(shù)中考慮了多個指標，并最終通過擬動態(tài)規(guī)劃求取最優(yōu)解。

由上可知，采用MILP及數(shù)學算法進行規(guī)劃，其優(yōu)點在于模型可通過分段線性化獲得良好的拓展性，并且所得到的解能夠保證全局最優(yōu)性，缺點在于在配電網(wǎng)規(guī)劃中需考慮和交流潮流計算結果尤其是節(jié)點電壓的誤差問題，同時，變量數(shù)較大的模型的收斂性問題有待探討和解決；采用MINLP及啟發(fā)式算法進行規(guī)劃，優(yōu)點在于可以納入多種非線性約束、拓展性強，缺點在于算例個例性較強，無法很好保證所得到的解的全局最優(yōu)性。

1.1.2 考慮儲能的配網(wǎng)規(guī)劃

含儲能的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃也是傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃改進的一個重要方向。集中式的儲能電站是部分規(guī)劃研究中的重點分析對象，而電動汽車充電站作為新型儲能的一種形式，同樣得到了部分學者的關注。

文獻[9]考慮了一個含分布式風力發(fā)電的地區(qū)的變電站擴容問題，得到了將電池儲能系統(tǒng)(battery energy storage system, BESS)選型規(guī)劃與變電站擴容規(guī)劃相結合的規(guī)劃方法，但變電站擴容顯然僅是配網(wǎng)規(guī)劃問題的一個子集。文獻[10]以一個配網(wǎng)擴展規(guī)劃模型研究了滿足傳統(tǒng)負荷增長和新增電動汽車充電站建設的配電網(wǎng)單階段規(guī)劃問題，所采用的模型仍為MILP模型，但是該文獻將電動汽車充電站作為固定負荷進行分析，并未考慮其向電網(wǎng)注入功率的可能性。文獻[11]提出的規(guī)劃方法考慮了DG、儲能的聯(lián)合選址和定容，目標函數(shù)中包含固定成本、運行成本以及可靠性成本。

需要注意的是，上述研究大多數(shù)并未在分時電價背景下考慮儲能的智能經(jīng)濟調度。實際上，儲能調度的經(jīng)濟性依賴于節(jié)點邊際電價曲線的預測，因而也應同時影響儲能的規(guī)劃選址。因此，考慮節(jié)點邊際電價背景下儲能與主動配電網(wǎng)運行狀況的規(guī)劃問題應作為接下來研究的重點之一。

1.1.3 考慮需求側管理的配電網(wǎng)規(guī)劃

含需求側管理的配電網(wǎng)規(guī)劃同樣得到了部分學者的關注。如文獻[12]分析了在中壓配電網(wǎng)規(guī)劃問題中引入需求側管理、儲能、主動配電網(wǎng)管理技術的重要性，并引出文獻，闡述了在配網(wǎng)中引入能源管理政策，建立柔性負荷管理機制來削峰填谷，進而減少對配網(wǎng)改造的需求，但該文獻對于DG和儲能在主動配電網(wǎng)中的應用并未進行分析。對于綜合考慮分布式電源、儲能、需求側管理等技術的主動配電網(wǎng)規(guī)劃問題還有待深入研究。

1.2 主動配電網(wǎng)運行控制技術

運行與控制是主動配電網(wǎng)的核心技術，也是國內外學者研究的重點內容，近年來取得了大量的研究成果。本節(jié)從其優(yōu)化運行、協(xié)同控制、電壓管理三方面對目前研究內容進行總結。

1.2.1 主動配電網(wǎng)的優(yōu)化運行

優(yōu)化運行是主動配電網(wǎng)的核心，自治區(qū)域的自動控制與區(qū)域間的協(xié)調控制都依賴于優(yōu)化值。對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化技術來說，考慮到DER的不確定性、儲能技術的應用及需求側響應技術，運行優(yōu)化更加趨向于非線性化以及復雜化，傳統(tǒng)的優(yōu)化技術難以適用于主動配電網(wǎng)中。目前對于運行優(yōu)化的研究主要集中在對目標函數(shù)綜合化[13,14](經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、峰谷差、網(wǎng)絡損耗等)、優(yōu)化手段多樣化[15,16](最優(yōu)潮流、網(wǎng)絡重構、分布式電源控制、無功優(yōu)化等)及優(yōu)化算法高效化的研究上[16,17]。

目前的主動配電網(wǎng)優(yōu)化運行策略研究主要思路是借鑒輸電網(wǎng)中發(fā)電計劃的思想，建立“日前優(yōu)化+日內滾動”的優(yōu)化模型模式。所謂日前優(yōu)化，是指以日為優(yōu)化運行的基本單位，在準確的負荷預測和分布式出力能力預測的基礎上，考慮儲能裝置的實際運行狀況，形成覆蓋一日的優(yōu)化模型。該模型可以以電網(wǎng)網(wǎng)損最低、新能源接納最充分等為優(yōu)化目標，考慮電網(wǎng)的安全約束、各種設備的運行狀態(tài)約束，形成一套基于次日預測信息的最優(yōu)運行狀態(tài)。所謂日內滾動，是指在每天的實際執(zhí)行過程中，根據(jù)當前的實際運行狀態(tài)和超短期負荷預測、分布式能源出力預測等信息，形成下階段最優(yōu)的運行狀態(tài)[18]。這種方式在主動型配網(wǎng)上應用還不夠成熟，尚未綜合考慮DG、柔性負荷等源、網(wǎng)、荷等多方面特性，有待深入研究應用。

1.2.2 主動配電網(wǎng)協(xié)同控制

隨著更多的可控DG的接入，主動配電網(wǎng)運行控制技術有了更多的可能和意義，對各DG間的協(xié)同控制成為研究的熱點。文獻[19]為表示配電網(wǎng)中實際運行狀態(tài)與優(yōu)化計算得出的最優(yōu)運行狀態(tài)的差異，提出了饋線控制誤差指標(feeder control error，F(xiàn)CE)，在此基礎上研究產生區(qū)域協(xié)調控制方法。文獻[20]提出了一種考慮主動配電網(wǎng)以及DG特性的優(yōu)化調度模型，以一個完整調度周期的運行成本最低為目標函數(shù)，通過控制主動配電網(wǎng)內可控DG和聯(lián)絡開關，并利用智能單粒子優(yōu)化算法進行求解，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)運行最優(yōu)。目前主動配電網(wǎng)主要有集中式控制、單層分布式控制、分層分區(qū)式控制三種控制模式。

集中式控制由配電網(wǎng)中唯一控制中心主動配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(active distribution management system，ADMS)進行全局的控制，ADMS根據(jù)配電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)、負荷預測、發(fā)電預測等信息計算得出全局最優(yōu)運行控制策略并統(tǒng)籌調整配電網(wǎng)中各可控制單元，實現(xiàn)配電網(wǎng)最優(yōu)狀態(tài)運行。然而隨著更多的DER的接入，集中式控制方法中的優(yōu)化問題將更加復雜，影響主動配電網(wǎng)控制管理的實時性以及準確性，同時所有DG的信息將通過中央的管理系統(tǒng)進行處理，可能導致信息阻塞。

單層分布式控制理論是為了解決集中式控制中存在的問題而提出的，該控制結構中配電網(wǎng)被規(guī)劃為多個控制區(qū)域，每個區(qū)域都受控于獨自的控制單元，控制單元接收該區(qū)域內的信息并管理區(qū)域內的DG，各控制單元基于是否通信可進行就地控制或者進行分布式控制。

單層分布式控制框架下，各區(qū)域控制器只需處理自身區(qū)域的相關數(shù)據(jù)，信息量少，解決集中式控制時可能發(fā)生的信息阻塞問題。同時區(qū)域間聯(lián)系少，各自區(qū)域并不會明顯受其他區(qū)域故障影響，然而難以實現(xiàn)全局最優(yōu)控制，對DG的利用也不夠靈活。

分層分區(qū)控制吸取集中式控制與分布式控制的優(yōu)點，由最上層ADMS收集全網(wǎng)信息，基于預測統(tǒng)籌全局，制定全局最優(yōu)運行控制策略；下層控制器控制配電網(wǎng)中一個區(qū)域，在接收ADMS最優(yōu)策略基礎上，針對區(qū)域內DG狀態(tài)及特點進行自治控制，其結構示意如圖1所示。主動配電網(wǎng)需要進行實時的跟蹤控制以應對大量間歇式能源的接入，而分層控制中各層控制范圍以及控制策略復雜程度存在差異，往往底層控制單元實現(xiàn)的控制時間尺度較短，可滿足主動配電網(wǎng)實時跟蹤的需求[21]。

圖1 分層分區(qū)式控制結構示意Fig.1 Hierarchical and regional control structure

1.2.3 主動配電網(wǎng)電壓控制

而在凡俗如方某者，自不敢奢望“三不朽”，那是“圣賢”們的偉業(yè)。寫寫弄弄三十年，在我只許愿：曾經(jīng)的筆墨并未因輕浮與應景，若干年后復讀時而令自己心慚臉紅，則在筆者也算是經(jīng)“墨磨”過的賣稿人了！

由于DG的接入與控制設備的多樣化，使得主動配電網(wǎng)在電壓控制方面存在多處難點，目前國內外文獻中所述的控制策略可以分為分散式電壓控制、集中式電壓控制、協(xié)調電壓控制三大類。

分散式電壓控制策略通常以傳統(tǒng)配電網(wǎng)電壓控制設備為基礎，利用加設其他就地控制器的方式避免變電站內自動控制裝置大幅改造而導致的控制成本提高。目前主要的分散式電壓控制策略可以分為兩種，第一種是基于主動配電網(wǎng)中DG接入特征，通過對DG增加控制器實現(xiàn)分散式電壓控制；第二種是基于分散式電壓控制本身特征，進行分區(qū)域控制。

集中式電壓控制策略從目前國內外文獻研究來看，可以根據(jù)其出發(fā)點不同分為兩大類：第一類是以電壓優(yōu)化為出發(fā)點[22]，以不同類型優(yōu)化算法為核心的優(yōu)化式電壓控制策略，這種電壓控制通常是為了確定未來一段時間內系統(tǒng)各種可控設備的運行狀態(tài)，以保證電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性；第二類是以電壓越限恢復為出發(fā)點[23]，以控制規(guī)則為核心的觸發(fā)式電壓控制策略，這種電壓控制策略根據(jù)實時采集到的值，通過啟發(fā)式算法或一定的控制邏輯直接觸發(fā)預定的控制流程來進行電壓越限恢復。

集中式電壓控制策略可以綜合考慮不同類型電壓控制設備，在此基礎上通過狀態(tài)估計實現(xiàn)優(yōu)化控制。集中式電壓控制的主要問題在于控制成本高，計算負擔較大，同時這種單一中心的配置方式會導致可擴展性和可靠性的降低等問題。

協(xié)調電壓控制策略彌補了集中式電壓控制策略和分散式電壓控制策略部分缺點，但同時也帶來了許多亟需攻克難點：

首先，目前文獻中的協(xié)調電壓控制大多是以設備類型或者設備控制特性進行區(qū)域劃分的，主動配電網(wǎng)本身運行方式的靈活多變導致控制區(qū)域難以保持穩(wěn)定，為了保證不同運行狀態(tài)下協(xié)調電壓控制的有效性，需要更為有效的區(qū)域劃分手段保證優(yōu)化運行，或者加設冗余通信通道，但這種方式會增加控制成本。

其次，目前區(qū)域間交互信息大多為區(qū)域內控制信息，這種情況下難以利用多區(qū)域間信息與能量聯(lián)系實現(xiàn)優(yōu)化運行。為了保證區(qū)域間的優(yōu)化控制，需要像文獻[19]所述的FCE指標一樣，選擇一個或者一系列參數(shù)作為電壓控制指標以實現(xiàn)更有效的協(xié)調電壓控制。

1.3 主動配電網(wǎng)供電恢復技術

目前IEEE 1547—2008已經(jīng)提出了DER的接入配電網(wǎng)中無意識孤島的形成及其防范，并且強調了對于未來配電網(wǎng)的安全運行必須防止各種可能造成孤島的情況[24]。針對含高滲透率DG的配電網(wǎng)保護,國內外已開展大量研究，并提出了多種解決方法[25]。由于主動配電網(wǎng)將允許存在孤島運行的情況，因此必須考慮在DER中帶有反孤島保護情況下的保護配合。

主動配電網(wǎng)故障處理算法，主要包括故障定位、故障隔離與非故障區(qū)域供電恢復三大部分，有學者又稱之為故障監(jiān)測、隔離與恢復，通常又簡稱為故障處理。自愈作為主動配電網(wǎng)的主要特征與重要組成部分，可以最大程度地減少電網(wǎng)故障對用戶的影響，并且支持大量DG接入。主動配電網(wǎng)故障狀態(tài)的自愈處理是智能配電網(wǎng)自愈功能實現(xiàn)過程中重要一環(huán)，對此進行深入研究至關緊要，其主要包括集中式故障處理與分布式故障處理兩大類。

集中式故障處理基于通信網(wǎng)絡、現(xiàn)場自動化終端與實現(xiàn)自愈決策的配電自動化主站系統(tǒng)之間的緊密配合，由現(xiàn)場自動化終端監(jiān)測故障信號，并通過通信網(wǎng)絡將這些信號發(fā)送至配電自動化主站系統(tǒng)，配電自動化主站系統(tǒng)結合網(wǎng)絡拓撲，進行故障定位，并通過手動或自動的方式下發(fā)開關控制指令給終端，實現(xiàn)故障區(qū)域隔離與非故障區(qū)域的供電恢復。在配電自動化主站與現(xiàn)場終端之間有時還配置了配電自動化子站，既可減輕主站系統(tǒng)的通信和計算負載，也可承擔本區(qū)域配電網(wǎng)絡的饋線自動化功能。從算法實現(xiàn)的角度來看，集中式故障處理算法的主要包括：動態(tài)規(guī)劃法、專家系統(tǒng)法、啟發(fā)式算法、遺傳算法及其他各種智能優(yōu)化算法等[26-28]。

不過，由于配電網(wǎng)具有輻射型運行、配電網(wǎng)絡之間關聯(lián)度小的特點，非常適合采取就地分布式自愈處理方式[29]。這種模式不需要主站而依靠智能開關設備相互配合就能達到故障隔離和健全區(qū)域恢復供電的目標。實際應用中，分布式處理模式包括重合器分段器模式、廣域保護模式以及基于多代理系統(tǒng)的就地控制模式。

1.4 主動配電網(wǎng)負荷管理技術

通信技術與傳感量測技術的發(fā)展為主動配電網(wǎng)需求側負荷控制提供了可能。在主動配電網(wǎng)中，用電管理部門可以利用高級量測設備捕獲實時負荷數(shù)據(jù)信息，并利用智能插座、智能用戶終端與智能紅外控制器對負荷進行合理控制。這對實現(xiàn)主動負荷管理，平抑DG功率波動，優(yōu)化系統(tǒng)運行具有重要意義。

目前，作為集中式發(fā)電的重要補充，分布式發(fā)電和儲能技術得到大力發(fā)展，主動配電網(wǎng)通過控制分布式發(fā)電和儲能有效解決區(qū)域供需平衡問題，平抑間隙式能源的波動。但是大范圍推廣儲能面臨巨大的投資成本，因此將現(xiàn)成的柔性負荷作為調度資源主動參與電網(wǎng)供需平衡調節(jié)，是電網(wǎng)發(fā)展的客觀要求。

空調負荷在居民負荷中占比越來越大，也是夏季負荷尖峰的主要貢獻者，對于空調負荷的管理策略，國內外都有大量研究。在控制手段上，主要分為頻繁開關空調以調節(jié)瞬時功率以及調節(jié)設定溫度來調節(jié)平均功率兩種手段。從控制策略上，也主要分為兩種，一種是以平衡電網(wǎng)實時功率為目的的直接負荷控制策略，另一種是基于動態(tài)電價的優(yōu)化控制策略。

各類直接負荷控制方案中新穎的思路層出不窮，但本質上仍然沒有脫離由電網(wǎng)側完成全部調度的傳統(tǒng)模式，電網(wǎng)供需平衡是其唯一目的，沒有體現(xiàn)負荷管理的特色。而基于動態(tài)電價的負荷響應策略則充分考慮了用戶的利益，增強了用戶的參與度；同時也減輕了電網(wǎng)側的控制負擔，只需要通過智能電表獲取日前市場的動態(tài)電價即可[30]，值得進一步深入研究與發(fā)展。

2 主動配電網(wǎng)工程實踐

國內外針對主動配電網(wǎng)技術，已經(jīng)實施了一系列典型示范工程，以實踐和應用來檢驗理論。

在國外，美國、澳大利亞、歐盟、日本等均對主動配電網(wǎng)展開了研究并構建諸多示范工程。就歐盟而言，已開展了諸如ADINE、GRID4EU、ADDERSS等具有不同側重點與特色的主動配電網(wǎng)示范工程。ADINE示范工程由歐盟FP6主導，主要研究了能夠滿足更高DG滲透率配電網(wǎng)所需的一系列關鍵技術，并聯(lián)合試驗了諸如反孤島、保護定值自適應整定、電壓控制、電能質量控制等策略。GRID4EU項目由6家配網(wǎng)運營商共同參與，圍繞智能配電網(wǎng)規(guī)劃、運行、控制等關鍵技術展開研究，耗資達5000萬歐元，同時研究相關標準制定及成本效益分析等。ADDRESS項目由11個國家共同參與，歷時4年完成，研究以“主動需求”為核心的用戶側需求響應管理技術。通過建立能滿足大量實時數(shù)據(jù)出力的電力通信網(wǎng)絡，實驗并驗證了實時激勵等主動需求管理技術對系統(tǒng)效益的積極作用。

在我國，主動配電網(wǎng)已經(jīng)成為智能電網(wǎng)新的研究階段，智能信息統(tǒng)一平臺、完善的配電管理體系是我國目前發(fā)展方向和目標。國內高校、科研院、電力企業(yè)等紛紛對主動配電網(wǎng)的相關理論展開研究，并立項進行工程示范實踐，取得了一定成果。2012年起開展了“主動配電網(wǎng)的間歇式能源消納及優(yōu)化技術研究與應用”863計劃課題，并在廣東佛山三水建立示范工程，在國內首次將分層分區(qū)的控制策略應用到配網(wǎng)能量管理中，實現(xiàn)了分布式可再生能源在多種工況下的消納與協(xié)調控制。2014年起的“多源協(xié)同的主動配電網(wǎng)運行關鍵技術研究及示范”863項目分別在北京、貴陽等多地進行示范，其中貴陽紅楓地區(qū)示范工程現(xiàn)場集成示范實現(xiàn)了主動規(guī)劃構建的靈活電網(wǎng)拓撲結構與高比例可控資源，部署了全局運行決策系統(tǒng)，主動負荷管理系統(tǒng)，分布式饋電自動化等裝置，通過對風、光、水、氣、儲等多種DER、柔性負荷聯(lián)合優(yōu)化及冷、熱、電的能源互聯(lián)控制，實現(xiàn)了多級分層的源-網(wǎng)-荷協(xié)同控制與多能互補的高效運行。

3 結語

集成可再生能源的主動配電網(wǎng)作為當前配電網(wǎng)的發(fā)展方向，圍繞其關鍵技術的研究與示范是目前研究的重點。目前國內外在主動配電網(wǎng)的理論及示范工程、主動配電網(wǎng)的的規(guī)劃技術、運行決策、供電恢復以及運行控制與負荷管理等方面均已經(jīng)進行了較多的研究并取得了一定的進展，但同樣還存在需要加強研究的地方，如主動配電網(wǎng)規(guī)劃方面，需加強考慮集成儲能系統(tǒng)的規(guī)劃問題；在電網(wǎng)優(yōu)化運行方面，針對風、光、水電能源聯(lián)合調度研究尚處在初步研究階段，含間歇性電源的多能源電力系統(tǒng)的有功無功綜合優(yōu)化問題同樣值得深入研究；在負荷管理方面，目前在需求側管理、需求響應等方面研究應用我國還處于起步階段，同樣有待進一步研究應用以求真正達到主動配電網(wǎng)的源-網(wǎng)-荷協(xié)同優(yōu)化控制。

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(編輯 劉曉燕)

Review on the State of the Art of Active Distribution Network Technology Research

LIU Dong1, ZHANG Hong1, WANG Jianchun2

(1. Electronic Information and Electrical Engineering School of Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;2. State Grid Huaian Power Supply Company, Huaian 223001, China)

As an effective solution to large-scale distributed energy interconnection and optimal operation of distribution network, the Active Distribution Network(ADN) becomes the trend of next generation intelligent distribution network, and has aroused extensive and deep research of scholars. This paper analyses the key technologies of ADN research status, including ADN planning technology, ADN operation control technology, ADN power supply restoration technology and ADN load management technology. This paper also introduces the ADN demonstration projects.

active distribution network; renewable Energy; demonstration project；review

2017-02-21；

2017-03-30

國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)資助項目(2014AA051902)；國網(wǎng)江蘇省電力公司科技項目(J2016083)

TM72

A

2096-3203(2017)04-0002-07

劉 東

劉 東(1968—)，男，江蘇鹽城人，博士，教授，主要研究方向為智能電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)、電網(wǎng)物理信息系統(tǒng)(E-mail：dongliu@sjtu.edu.cn)；

張 弘(1993—)，男，山東青島人，碩士，研究方向為智能配電網(wǎng)、信息集成(E-mail: colinzh@163.com)；

王建春(1973—)，男，江蘇淮安人，工程師，從事電氣專業(yè)技術和管理工作。