主动配电网的国内技术进展_刘东

特别策划

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供用电 供用电 DISTRIBUTION & UTILIZATION

2014.01

年国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电专委会（C6）的C6.11项目组在其研究报告中提出了“主动配电网

（Active Distribution Networks，ADN）的运行与发展”研究主题， 并对主动配电网给出了定义：“是可以综合控制分布式能源（分布式发电、柔性负载和储能）的配电网，可以使用灵活的网络构架实现潮流的有效管理，分布式能源在其合理的监管环境和接入准则基础上承担对系统一定的支撑作用。”

围绕主动配电网的主要理念、基本理论、关键技术与实际应用分析等方面，国内各高等院校与相关研究机构对此展开了研究，国家电网公司和南方电网公司都在进行试点，已取得初步有成效的成果。

理论研究进展

主动配电网规划方面，中国电力科学研究院范明天教授在其论文中分析说明了分布式能源（DER）接入对传统配电网的影响和主动配电网的发展必要性，比较了传统配电网与主动配电网的差异，并探讨了主动配电网规划设计的技术经济可行性。笔者提出了基于供蓄能力指标的主动配电网储能优化配置方法。

主动配电网运行控制与优化方面，湖南大学曹一家教授对含分布式能源的辐射状配电网最优潮流问题进行了研究，建立了一种在负荷不平衡配电网短期运行中考虑分布式能源预测误差的基于机会约束优化的多目标最优潮流模型。笔者提出了基于馈线控制误差（FCE）的主动配电网协调控制方法以及多时间尺度的主动配电网分层协调控制方法。

主动配电网故障处理方面，陕西电力科学研究院刘健教授、东南大学陆于平教授以及山东理工大学的徐丙垠教授等研究团队研究了含分布式电源配电网的保护问题以及故障定位、隔离与恢复供电问题。对分布式电源的故障电流特性和含分布式电源配电网的短路电流进行了分析，探讨了根据故障电流信息和传统故障定位规则，对含分布式电源配电网进行故障定位的可行性分析，

取得进展。

试点示范工程

国内在密切跟踪主动配电网技术前沿的同时也在积极进行试点示范工程建设，2012年开展了863项目“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用”研究，并在广东电网进行示范。“多源协同的主动配电网运行关键技术研究及示范”也已经获得2014年度的863项目立项，将分别在佛山、北京、贵阳、厦门进行示范。

广东电网主动配电网示范工程： 示范点选择佛山市三水区4条馈线线路，建设利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，能够自主协调控制

2008

文 | 刘东

主动配电网(Active Distribution Networks，ADN)是智能配电网的高级阶段技术形态，其基本定义和构成目前已得到国际学术界与业界的广泛认可。主动配电网在理论与技术方面的研究方兴未艾，仍存在一些亟待解决的关键问题需要研究探讨。

主动配电网的国内技术进展

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间歇式新能源与储能装置等分布式发电单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行，实现电网兼容及应用大规模间歇式可再生能源，提升绿色能源利用率，优化一次能源结构。实现主动配电网在正常工况下以及故障工况下的消纳与协调控制能力的验证，并作为间歇性能源在配网消纳中的示范，保证5.5MWp 间歇式能源及1.1MWh 储能系统的接入，实现间歇式能源100%消纳，实现供电可靠率99.99%以上。

北京电网主动配电网示范工程： 示范点选择北京未来科技城，系统最大负荷不低于200MW，220kV 变电站2座，110kV 变电站5座，10kV变电站不少于30座；具有多种清洁能源种类不低于4类：冷热电联产机组不小于250MW、垃圾焚烧发电不小于30MW、垃圾填埋发电不小于54×1.25MW、多点接入光伏发电总量不小于5.68MW、风机不小于1.5MW、电动汽车集中充放电站容量不小于10MW、储能规模不小于500kW/1MWh。全网可再生能源装机不低于总负荷20%。示范工程完成后可实现100%全额消纳可再生能源，核心区供电可靠率不低于99.999%，并且具备提供无电压暂降和短时中断的高品质电力定制能力。

厦门电网主动配电网示范工程： 示范点选择福建海西厦门岛，系统最大负荷不低于120MW，清洁能源种类不少于3类：冷热电联产机组不低于150MW、垃圾焚烧发电不低于2MW、多点接入光伏发电总量不低于60kW、电动汽车集中充放电站容量不低于5MW、移动式储能车规模不小于1MW/2MWh。示范工程完成后可实现100%全额消纳可再生能源，核心区供电可靠率不低于99.99%。

贵州电网主动配电网示范工程： 示范点选择贵州省贵阳市清镇红枫供电区域，建成集水电、风电、光伏、冷热电联供、储能、电动汽车充电设施的主动配电网集成示范工程。示范工程规模：10kV 线路不低于5条，最大负荷容量不低于10MW。电源装机容量：冷热电联供机组不低于500kW、光伏发电总量不低于250kW、储能不小于200kW/400kWh、水电不低于5 MW、电动汽车充电桩数量不少于4个。示范区接入主动配电网全局运行决策系统的能源种类不低于4种，可再生能源种类不低于3类。主动配电网全局运行决策系统实现示范区内至少8个分布式电源协调控制和100个用户用电终端监控管理。示范区核心区域供电可靠率达99.99%。示范区分布式能源渗透率能达到30%。

技术难点

从网架基础来看，目前我国配电网相对比较薄弱，在允许分布式能源较大容量接入的背景下，需要考虑到电网潮流的双向流动带来的接线方式以及运行方式的变化，科学计算电网设备的备用容量，合理规划设计配电网结构，既要满足供电需要又要有效提升电力资产利用率，在保证用户分布式能源接入的同时要实现

电网企业效益最大化。

从信息基础来看，目前我国配电自动化建设正处于大发展的建设阶段，自动化覆盖率还不高，信息化程度有待进一步提高。在实现配电网的可观、可控的基础上，要进一步统一信息交互模型与服务，实现配电与用电信息的有效集成与共享，从而为配电网接纳更大规模和更高渗透率条件下的分布式能源提供信息支撑能力。

从运营模式来看，目前我国电力市场在配电环节没有开放，许多在国外通过市场机制调节实现的互动与响应方法，在我国尚难以实现。需要进一步探索适合我国特点的主动配电网可持续发展的运营模式。

发展趋势

主动配电网作为智能配电网的一种高级阶段与技术形态，其理论和实践才刚刚开始，在规划、运行、控制以及市场交易等众多领域都有大量的问题需要深入研究，由于分布式能源的渗透率不断提高，主动配电网同时也孕育了一个全新的市场机遇，不仅对电网公司而且对于电力用户以及能源供应企业都有机会从主动配电网的发展中收获相应的利益。

规划方面主动配电网需要优先解决源网的协同规划以及一次与二次协同规划问题；运行控制方面主动配电网需要优先解决间歇性波动对配电网电压调节以及功率平衡问题；运营方面主动配电网需要优先解决电网与用户的利益协调问题，建立适合的运营模式以保证各方利益均衡发展。

刘东，博士，上海交通大学教授，博士生导师，教育部新世纪优秀人才。国家能源智能电网（上海）研发中心智能配用电研究所所长。主要从事智能配电网、新能源并网方面的研究工作。

主动配电网在规划、运行、控制以及市场交易

等方面都有大量的问题需要深入研究，由于分布式能源的渗透率不断提高，主动配电网孕育着一个全新的市场机遇，电网公司、电力用户以及能源供应企业都有机会从主动配电网的发展中获益。