面向主动式配网的微电网技术初探
微电网技术
微电网技术随着中国技术、经济各方面的迅猛发展，能源与电网相应承载了许多前所未有的压力，在节能减排、能源结构、能源分布、电力调配、防灾能力、供电可靠性等方面存在诸多问题。
目前，我国一次能源与用电需求分布极不均衡，智能电网和微电网技术将为解决我国电网的快速发展与网架结构薄弱的矛盾做出贡献，并为设备制造商、电力企业和电力用户提供新的机遇与挑战。
微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。
开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。
微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。
它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。
（1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主网的解、并网运行。
由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应是毫秒级的。
（2）保护协调器饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。
当主网故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。
其某些情况下微电网中重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网分离。
当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。
微电网技术在主动配电网中的应用
微电网技术在主动配电网中的应用微电网技术是一种基于分散式电源和电能存储装置的电力系统，可以实现能源的高效利用和优化管理。
在主动配电网中，微电网技术可以应用于多个方面，包括能源的供应、系统的控制和运行、以及与传统电网的互联互通等。
微电网技术可以为主动配电网提供可靠的能源供应。
传统的配电网往往依赖中央发电站向用户提供电力，但是由于输电损耗及负荷不均衡等问题，会导致能源供应的不稳定性。
而微电网技术可以通过分散式发电装置，如太阳能光伏系统、风力发电系统等，以及电能存储装置，如电池等，实现对能源的可靠供应。
这种基于分散式电源和电能存储装置的能源供应方式，不仅可以提高能源的利用效率，还能够减少对传统电网的依赖，降低其负荷压力。
微电网技术可以实现对主动配电网系统的控制和运行管理。
传统的配电网系统往往由中央控制系统控制运行，缺乏对分布式电源和负荷的精细调控。
而微电网技术则可以通过智能化的控制系统，对系统中的各个节点进行精确调控，实现对能源的有效管理和优化利用。
通过实时监测和分析系统中各个组件的状态和能源的流动情况，可以实现对系统运行的实时调整和优化，提高系统的运行效率和稳定性。
微电网技术还可以实现主动配电网与传统电网的互联互通。
传统的配电网与微电网往往是相互独立的，缺乏有效的协同运行机制。
而通过微电网技术，可以实现主动配电网和传统电网之间的互联互通。
通过智能化的通信和控制系统，可以实现对能源在主动配电网和传统电网之间的流动控制和调度，实现双方之间的高效协同。
这样不仅可以提高电力系统的整体效率，还可以在紧急情况下实现对能源的灵活调度和应急供应。
微电网技术在主动配电网中有着广泛的应用前景。
它可以为主动配电网提供可靠的能源供应，实现对系统的精确控制和运行管理，以及实现与传统电网的互联互通。
随着能源需求的增长和能源结构的转型，微电网技术将在未来的主动配电网中扮演越来越重要的角色。
主动配电网的基本概念及关键技术
智能配电网中的空间负荷预报必须考虑分布式电源、 电动汽车、需求侧响应对空间负荷的影响，识别出负 荷和分布式发电的模式。空间负荷预报需要充分利用 智能电表数据和精确气象预报数据；还需要考虑现有 和新增负荷的终端模型，对每一类负荷建立对应不同 日期类型的负荷曲线。
主动配电网的规划运行一体化系统
目标
通过运行与规划的充分互动，实现主动配电网的更精确、 更高效、更灵活、更智能的规划发展
主动管理、控制、规划与服务 输 电 网
可控资源
配电网基础设施 一次设备： 电缆 直流配网 新材料 二次系统： 自动化系统 通信系统 保护系统
分布式电源 静止无功补偿器 需求响应 发用电聚合体
主动配电网的基础设施
• 坚强可靠的一次网络
– 变电站、馈线和变压器是配 电网的基础装备 – 提高一次设备可靠性的手段：
人们对高可靠性供电的要求越来越高
借助于SCADA和合环运行，新加坡电网的运行可靠性已经高达 99.9999%
现代配电网的建设目标
为了应对配电网物理结构的变化，充分利用配电网的特点，必须建设现代配电 网。现代配电网就是所谓的智能电网，尽管定义千差万别，但目标只有一个：
借助于现代计算机技 术和分析手段，实时 分析电网运行状态， 实时做出最优决策
增强电网运行可靠性 提高能源利用效率 消纳可再生能源发电
利用现代传感和 计算技术实现对 各个装置的全面 感知
加强与用户的互动
借助现代通信技术将系统 中的各个元件联系起来
内 容
1. 智能配电网特点 2. 主动配电网的基本概念 3. 主动配电网的关键技术
主动配电网的定义与愿景
CIGRE定义：主动配电网(Active Distribution Network，ADN)，即内部具有 分布式或分散式能源且具有控制和运行能力的配电网。
电力系统中主动配电网优化设计的思考
电力系统中主动配电网优化设计的思考摘要：近年来我国经济取得了稳定的发展，随着国内电力需求的增大，针对电力系统中主动配电网优化设计的思考与技术应用也逐渐成为关注的重点。
对于主动配电网优化设计的思考需要从其结构、应用以及技术等内容出发，实现对电力系统作用的发挥。
本文就电力系统中主动配电网优化设计进行研究，主要涉及到其基本原理和技术设计两个方面。
关键词：电力系统；主动配电网；优化；设计随着社会的不断进步，近年来我国的电力系统也有了较快发展。
其中，对电力系统中主动配电网优化设计进行研究与分析，是基于其特有的结构以及存在的效果而展开的、可以有效地促进电力系统的安全运行的新型应用系统。
对于其优化设计的应用进行分析，需要从实际的技术内容来展开，下面对其进行详细的分析。
1 电力系统中主动配电网优化设计基本原理分析据有关调查显示，我国大多数已投入使用的电力系统中针对主动配电网而展开的研究是以基本电网的配置为基础，在优化各传输阶段的同时，展开的电力系统优化设计。
对于其基本原理进行分析也需要从其基本原理、优化原则以及优化策略等内容来展开，实现对主动配电网的优化应用。
下面具体展开论述。
1.1优化原理对电力系统中主动配电网而展开相应的优化设计分析，其基本原理指：通过对配电网络中应用技术与相应的工艺进行分析，进而针对其内在的智能效果和稳定特点等进行优化与系统升级，最终改变电力传输的方案与具体线路；在降低电能传输过程中损耗的情况下实现配电网工作状态的优化与工作效率的提高。
对于电力系统中主动配电网的优化设计基本原理是与传统的电力传输方案相结合而进行的分析，需要在改进整体电力传输线路的基础上来展开对于具体传输方法的实施效果分析。
与传统的配电网络传输相比，主动配电网的优化设计主要是加强供电网络的整合设计，在提高传输线路的工作效率的同时，对其内在的组织结构进行优化，最终促进新型控制方法的应用。
此外，针对电力系统中主动配电网的优化设计原理分析，还在于通过应用新型网络技术来实现对传输线路的管理与性能优化，进而保障配电网络传输的安全性与高效性、实现基本设备的维护与监管。
主动配电网技术发展趋势
主动配电网技术发展趋势提纲：1. 主动配电网技术的概述2. 主动配电网技术的发展趋势3. 主动配电网技术对建筑的应用4. 主动配电网技术的优势和不足5. 主动配电网技术的相关案例论文报告1. 主动配电网技术的概述主动配电网技术是一种新型的能源管理系统，它利用现代计算机和通信技术为建筑提供分布式、智能型的电力能源管理服务。
该技术主要包括智能化电能计量、远程控制、分析与预测、故障监测等功能，能够帮助建筑实现对电力能源的高效管理和节能降耗。
2. 主动配电网技术的发展趋势主动配电网技术正处于快速发展阶段，未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：（1）智能化和网络化发展主动配电网技术的智能化和网络化发展是未来发展的趋势。
智能化将建筑内部的电力设备、能源设备实现互联互通，实现目标的自适应性、主动性和调度性；网络化将构建一个完整的电网系统，将建筑内部各个设备和外部电力系统相连接。
（2）规模化和分布化发展主动配电网技术的规模化和分布化发展是未来发展的趋势。
规模化要求主动配电网技术能够适应大型建筑的需求，而分布化则要求主动配电网技术能够适应不同建筑之间的传输和交互需求。
（3）网络安全发展主动配电网技术的安全问题是未来发展的重点。
随着建筑内部电力设备的多元化和智能化，网络攻击和数据泄漏风险也相应增加，因此建筑内部需要实现多重防御措施，确保电力系统的安全性。
3. 主动配电网技术对建筑的应用主动配电网技术在建筑中的应用主要表现在以下几个方面：（1）提高电力系统效率主动配电网技术通过精准度量，实时监控和大数据分析，降低电力损耗，提高系统效率，同时还能为建筑提供更可靠、更稳定的微电网解决方案。
（2）实现优化调节主动配电网技术通过数学模型和集中调控技术，实现建筑内部电力设备的优化调节，使得建筑内部的能源消耗、供给和负载均衡达到最优状态。
（3）降低电费支出主动配电网技术能够精确计量建筑内的能耗，实现电费结算，从而帮助建筑节约成本，增强经济效益。
主动配电网技术及要点分析
电力电子• Power Electronics242 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】主动配电网 间歇式可再生能源 协调控制未来电网的基础特征就是可持续性，包括可再生能源等在内的分布式电源的规模化接入和应用是其最为本质的表现。
在中国南方电网佛山顺德供电局科技项目《配电网可靠供电智能预测和决策的研究与应用研究》中发现，大量接入分布式电源将会广泛地影响到配电网，其主要表现为加剧电能质量的恶化、影响网络供电可靠性、加大继电保护策略的复杂程度、提升配电网的短路容量、使配电网的电压水平得以改变。
作为一种具备能够对各种分布式能源进行组合控制能力的配电网络，主动配电网的最为主要的目的就是使配网的升级投资得以延缓、资产的利用率得以提升、对可再生资源具有更大的容纳能力，最终能够使用户的供电可靠性和用电质量得以全面提升。
1 主动配电网的概念和特征分析主动配电网主要是能够对分布式能源进行综合控制的配电网，其能够对灵活的网络技术进行利用，从而实现潮流的有效管理，在合理的接入准则和监管环境的基础之上使分布式能源可以对系统形成一定的支撑作用。
主动配电网是通过对各种先进的电力电子技术、通信技术和信息技术的利用主动的管理规模化接入的分布式能源，其可以对储能装置和间歇式新能源等分布式能源单元进行自主的协调控制，主动配电网技术及要点分析文/刘献 张润明 廖奉怡 陈雄常并且对可再生能源进行积极的消纳，最终能够有效地保证网络的安全经济运行。
在本研究项目中发现，主动配电网的主动控制特征主要有以下几个方面的表现：首先是其具有间歇式能源消纳的特点：就地消纳间歇式能源模式是被动式配电网的特点，一旦间歇式能源出现了过剩的发电电力，而配电网如果并不具备调节能力，这时候就无法向配电网进行上送，只可以将其出力降低。
而具备间歇式能源调节能力是主动配电网的一个非常显著的特点，如果间歇式能源具有过剩的所发电力，那么在使配网运行约束条件得以满足的条件下，主动配电网就可以利用多层次电网的分层消纳能力和柔性负荷将过剩的间歇式能源消纳掉。
面向新型电力系统下的微电网技术研究
面向新型电力系统下的微电网技术研究摘要：在双碳与新型电力系统背景下，太阳能、风力发电等可再生能源占比逐渐提高，分布式电源由于清洁低碳、配置灵活性高等优点，发展规模迅速扩大。
但分布式电源的随机性和波动性具有不可控性，且大规模应用及接入也给传统电网带来巨大的挑战及冲击。
微电网的提出实现了分布式电源灵活、数量大、多样性的并网问题，实现不同类型分布式电源的协调和有效利用。
本文针对新型电力系统下微电网技术展开研究，因地制宜选择微电网建设方式，实现多种能源综合高效利用。
关键词：新型电力系统；微电网；新能源；分布式电源；0 引言为满足“碳达峰、碳中和”生态文明建设、构建以新能源为主体的新型电力系统[1-3]的目标要求，随着整县光伏的开发推进，结合光伏+储能配置，调整微电网[4-8]的负荷分配模式，适时提高微电网中光伏出力较大供电区的负荷分布，实现光伏的高效消纳和微电网的可观、可测、可调。
在完成馈线组内分布式光伏电源高效消纳的同时，可平滑馈线组负荷曲线、削峰填谷，降低馈线组负载率与峰谷差，均衡馈线组潮流分布，提高微电网供电可靠性。
由于单个微电网的分布式电源容量有限，为提高微电网中分布式电源的有序接入和有效利用，将多个微电网互联通过集群的方式运行，相邻微电网之间进行功率互济和信息交互，形成区域内能源[9-14]优势互补、互联共享，支持微电网并网运行优化调节控制功能，具备微网正常运行情况下以分布式电源最大发力为目标的电力平衡优化分析，具体电网可通过微网控制器对相关设备进行调节控制。
根据电网经济运行要求，将联络线功率、电压等控制值经过优化计算后下发给微电网协调控制器，微电网协调控制器自动接收和执行DMS下发的优化控制值，响应电网调度。
本文结合微电网的应用场景，分析微电网的运行控制、能量管理技术，建立光伏、储能、充电桩、可调柔性负荷统筹优化的中枢系统，建立群调群控主站，形成主站、子站、终端三级电网调度控制系统，实现能源自治、需求响应等应用场景，提升电网弹性。
主动配电网的国内技术进展_刘东
特别策划S p e c i a l F e a t u r e供用电 供用电 DISTRIBUTION & UTILIZATION2014.01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。
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面向主动式配网的微电网技术初探
发表时间：2018-05-10T15:37:54.433Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：韩云海1 刘翠娜2
[导读] 摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。
(1南京国电南自电网自动化有限公司 211106；2协鑫电力设计研究有限公司 210009)
摘要：在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。
微电网技术的应用，给配电网的建设带来了更多的便利，不仅能够降低电网的供电成本，减少能耗，还能实现分布式电源的有效管理和对配电网有效调节与控制。
因此，在主动式配电网中引入微电网，完善微电网相关工作有着重要的实际意义。
本文主要阐述了微电网技术的优点，分析了其在主动式配电网中的应用情况。
关键词：主动式配网；微电网技术；初探
电能作为一种便捷的能源，与国民经济息息相关。
在国家政策的扶持下，大区域互联的同步电网成为中国主要的电力供应渠道。
在能源危机与环境污染的双重压力下，超大规模电力系统的弊端也日益显现。
尤其在风电、光电等可再生、间歇性能源高渗透接入后，传统的配电网已无法缓解其对电网的冲击。
电力系统急切需要一种技术来吸纳大量间歇性能源，将传统的被动式电网转变为主动式电网，以便对大量间歇性能源进行主动控制和主动管理。
微电网技术是主动式配电网发展的关键技术，开展储能技术、分布式、微电网供能相结合的研究，是电力系统主动适应国家能源发展战略，积极应对能源危机的有效途径。
1、配网异动主动式管理初探
1.1、开展配网异动管理薄弱环节整治
（1）开展图实不符情况核查。
以自查为主，以抽查为辅，全面开展配网设备图实不符情况核查工作。
配网运行单位在核查过程中，认真组织核查配网线路系统接线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，保证图实相符。
（2）开展“拉网式”“地毯式”现场核查。
组织配网运维人员深入辖区各配电台区、各条线路现场，以“拉网式”“地毯式”方式全面了解台区设备和线路的真实信息，与现有图纸数据进行核对，对发现的图实不符情况要做好记录，并上报公司相关部门进行整改。
（3）根据核查上报的《设备整改跟踪及清理排查表》，组织运维部门和调控分中心安排专人核查配网线路单线图、线路设备名称、编号、接线方式、设备型式等是否与现场实际一致，并重新修改CAD图纸和EMS系统图纸，确保配网图纸图实相符率100%，配网图纸系统相符率100%。
（4）实行领导挂片督导。
为使图实相符整治工作有序推进，由公司领导分别挂片，按照核查内容、工作要求和完成时限进行现场抽查，确保图实相符专项整治工作按期高效完成。
1.2、优化设备异动管控流程
以省地县一体化调度管理系统为依托，推进配网异动管理新流程上线，实现县调配网异动的申报、审核、受理、处理全过程电子化，解决新建、改建、大修配网工程（包括业主扩建、增容、销户）及故障抢修等引起的配网网络拓扑、参数及设备命名变化引起的配网设备异动。
以业主扩建工程为例，对其管理流程进行优化。
（1）流程优化之前配网设备异动采取“线下”模式，主动管理手段不到位，导致异动发起无法监管，异动时间滞后，异动流程缓慢。
主要流程：检修计划完成后由配网运行单位发起异动申请，填写纸质的异动单签名盖章后送至调控分中心，由调控分中心根据异动单内容，发布异动设备调度命名及系统图纸更新，配网运行单位修改CAD图纸。
（2）优化流程配网异动采取“线上”模式进行，在检修计划施工前5天，由施工单位提供异动设备基础资料至配网设备运行单位，由配网设备运行单位发起申请，在施工前3天完成异动流程申请，并将异动单与检修申请票关联，提醒调控员该检修计划需异动，依据异动单和检修申请票才能许可该项计划。
通过优化流程较好地管控异动发起、异动完成时间、异动执行人责任，整个流程清晰，人员各司其职，执行力大大提高。
主要流程：营销部门相关人员于异动工作实施至少5个工作日前在OMS系统的配网异动审核流程中发起申请，营销专职审核发生异动的业扩工程，营销负责人审批发生异动的业扩工程；运维部门人员根据异动申请绘制异动后的配网图纸，并在OMS系统配网异动模块中上传异动前后图纸。
2、微电网技术在主动式配电网中的应用
2.1、提高分布式能源的利用效率
微电网技术可以有效调节配电网中双向电流的大小和方向，因而能够对分布式电源进行柔性消纳。
这种对分布式电源功率的有效调节，可以在保证正常供电的情况下，将多余的能量输送到其他电网中，也可以输送到负荷或者微电网系统中。
这种做法的优点是，可以实现对电力资源的充分利用。
因此，通过微电网技术的应用，主动式配电网可以有效提高分布式电源的利用效率，实现高效节能的效果。
2.2、微电网中的储能技术
储能装置在微电网系统中扮演着能量调节和后备电源的角色。
微电网对于电能存储的要求主要有3个方面：①保证稳定可靠的供电，如电压补偿、不间断电源等；②提高新能源发电并网性能，如平抑风力，光伏发电等新能源发电输出功率的间歇性、波动性；③提高电能利用效率的优化能量管理。
显然一种储能元件很难同时满足这些要求，因此在微电网系统中需要采用多元组合储能[16]。
鉴于中国储能技术还处于起步阶段，研发快速高效低成本的储能电池与对复合储能系统的优化控制将是微电网领域的重要课题。
2.3、提高配电网电压质量
在主动式配电网中，由于存在很多的分布式电源和储能装置，并且负荷也有很多，这就使得配电网的电压分布不稳定，处在不断变化的过程中。
并且，多数情况下，这种电压的变化是没有规律的。
这就容易导致电压质量不高，进而会直接影响到配电网中设备的寿命。
所以，对主动式配电网的电压稳定性进行控制尤为重要。
微电网技术的应用，可以具备电压协调控制功能，能够对分布式电源和储能装置的参数进行控制，使得主动式配电网接口处的电压得到有效控制，从而能够减少电压不稳定现象发生的概率。
2.4、微电网的保护
传统的配电网的保护系统相对较为简单，主要采用速断和过电流两种保护方式，含大量DER的微电网接入彻底改变了配电系统故障的特征，使配电网的故障无法及时、准确地切除，对配电系统稳定、设备健康状态造成破坏。
针对微电网的保护问题主要可归纳为3个方面：①微电网内的DER与原有配电网保护的配合问题；②微电网接入后对线路重合闸的影响；③孤岛检测和逆功率保护问题。
2.5、降低主动式配电网的管理难度
由于分布式电源分布分散，控制性能又弱，因此，在保证对用户正常供电和经济用电等情况下，就使得配电网的运行管理难度加大，配电网的能量信息也很难控制。
微电网技术则可以对分布式电源和负荷进行有效整合。
而且，微电网可以作为智能单元接入主电网，从而能够降低对分布式电源和负荷的控制难度。
此外，微电网还可以保证电网运行的稳定性，提高电网的经济性，并能对主动式配电网中的能量传输进行调控。
只需要通过对微电网的监控，就能将信息传递给控制系统，这样就能有效降低主动式配电网的管理难度。
结束语
作为主动式配电网的关键技术之一，微电网技术正处于刚刚发展阶段，文中首先阐述了主动式配电网构建的必要性，探讨了微电网建设过程中存在的技术难点和微电网接入后带来的系统问题，并结合智能电网建设的背景，提出了微电网技术的发展趋势。
为实现低碳电力系统建设提供了一个良好的解决思路，对电力系统的安全、稳定、低碳运行具有重要的意义。
参考文献：
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