主动配电网 “主动”在哪儿
主动式配电网

主动式配电网主动配电网“主动”在哪儿?配电网有“主动”和“被动”之分吗?答案是肯定的。
来看一个主动的案例.炎炎夏日的一个上午,某大城市中,随着大批空调逐步开启,用电负荷直线攀升,逼近电网所能承受的最高值。
主动配电网主动作为,果断发出“精确制导”的指令,让部分客户家中的空调停运。
几分钟后,负荷曲线趋于平缓,电网风险化解……根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯,供电企业事先准备好网络和负荷,为用户提供定制电力服务.用户则可以随时查询到实时电价,以调整用电行为节省电费,还可以查询选用周边的分布式电源,实现一定区域内的电力资源最优分配。
这不是电影里的场景.在不久的将来,随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功,这样的场景就将成为现实。
为什么要进行这项课题研究?它有何特点?对供电企业和客户来说,它能带来哪些好处?为此,某报记者进行了详细调查。
为什么要研究主动配电网分布式电源大量进入配电网,到一定程度,传统配电网将面临“电流倒送”危险提及主动配电网的研究,有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点.配电网,指的是在电力网中起分配电能作用的网络.打个形象的比喻,如果把电网主网比作人体的“主动脉”,那么,配电网就是四通八达的“毛细血管”,用户则处于这些毛细血管的最末端。
电由大型发电厂发出,流经主网,通过配电网送到用户,就如血从心脏流出,流经主动脉,通过毛细血管输送至全身一样。
电流自上而下流动,就如同大河衍变成小河,再从小河衍变成小溪。
在传统的配电网中,线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量,考虑的都是单方向流动的特点。
分布式电源的出现,使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液"补给,而是具有了“造血”的能力。
但随着分布式电源不断增多,“造血"的量不断增加,其分散性、不稳定性、间歇性的特点,则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。
当分布式电源增多到一定的程度,就会影响传统配电网的特性。
主动配电网优化调度策略的渗透

主动配电网优化调度策略的渗透本文简要介绍了主动配电网以及优化调度,重点研究了有关主动配电网优化调度策略的问题,在建立了调度模型的同时,分析了相应求解方法,并以具体算例为依据,全面阐述了整个优化调度过程。
标签:主动配电网;优化调度;策略;渗透前言电力系统运行的主要目的在于确保各领域的电力足够该领域发展所应用,做好主动配电网的优化调度,是保证上述目的能够有效达成的基础,同时也是智能电网建设对电力领域的主要要求。
本文针对主动配电网优化调度策略进行了分析,目的在于使电力调度水平得以提高,使电网运行的系统性、安全性与科学性,得到更好的保证。
1、主动配电网优化调度1.1 主动配电网主动配电网的含义,主要体现在以下两方面:(1)硬件:从硬件方面看,主动配电网中,即包含传统配网元素,也包含着分布式可控发电以及可再生能源等部分,是智能电网发展的前提下较为新型的配电网形式。
(2)软件:从软件方面看,传统配电网一直以最优潮流作为主要调度策略的制定依据,主动配电网优化了这一点,提高了调度策略制定的综合化水平,要求将储能系统以及网络开关等,共同作为策略制定的主要影响因素与指标进行参考,确保优化调度过程能够更加具有全面性、能够更加灵活的实现。
从主动配电网的特点可以看出,与传统配电网相比,其在优化调度策略的制定方面具有较高的优越性,鉴于此,传统策略不再适用,建立一套新的优化调度策略成为了必然。
1.2 优化调度从本质上看,优化调度即实现电源与负载的最佳配置。
根据各领域所需使用的电量的不同,输电线路以及电网所需承受的负载也各不相同,一旦用户用电量超标,荷载同时也會超标,最终导致电网发生故障。
优化调度即以控制成本,提高效益为目的,通过对种种手段的应用,使负载能够与电源达到平衡的一种方法,将其用于配电网中,是保证配电网稳定安全运行的重要方式。
2、主动配电网优化调度策略2.1 主动配电网优化调度模型的建立建立主动配电网,最初目的在于解决当前电力领域所面临的能源短缺的问题,使电力领域的环保以及节能水平得以提高。
主动配电网技术

3
主动配电网关键技术体系
1. 1 ADN综合规 划设计
2. ADN运行 控制
3. ADN运营 模式
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主动配电网规划设计
分布式能源 消纳模式
点消纳
线消纳 面消纳
ADN的间歇式能源能量流
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主动配电网运行控制
主动配电网 消纳机制
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主动配电网运行控制
AND三种控 制方式 网侧运行控制模式
配电网的协调无功功率
和电压控制策略是通过有 载调压变压器、电容器、 分布式电源、配电网静止 功率补偿器。
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每个设备的主要控制方案 电容器组根据负荷2的电压来进行控制
配电网静止无功补偿器来确保关键负荷的管理
有载调压变压器对整个馈线的电压保持分析以及与 DSTATCOM和DG协调控制。
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23/46
电压不稳定
暂态不稳定
长期不稳定
主动配电网导致电压不稳定的因素
24/46
电压稳定性影响因素
静态 影响
动态 影响
DG及其接口电路对主动配电网电压稳定性的影响
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DG location
26/46
Standards
27/46
VSC topology and control
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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。
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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 户的利益协同问题,建立适合的运营模式以保证各方利 益均衡发展。
主动配电网新技术

主动配电网Hale Waihona Puke 心理念PDNADN
主动规划 主动控制 主动管理 主动服务
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主动配电网与微电网
电网形式 所属关系 主动配电网 企业电网
微电网 客户电网
运行状态
常态并网、 条件孤岛
常态孤岛、 条件并网
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主动配电网与智能电网
主动配 电网是 智能配 电网技 术发展 的高级 阶段技 术。
反孤岛保护 电压协调控制
ADINE 工程
保护定值自适应整定
基于静止同步补偿器的 电能质量控制
基于DG的电压控制
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主动配电网的发展动态
2012年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”,在广东电网示范
2014年863项目“多源协同 的主动配电网运行关键技术 研究及示范”将分别在佛山、 北京、贵阳、厦门进行示范
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主动配电网运行控制
源侧运行控制模式
对于一定渗透率并网用户侧而言,应用微网 管理系统(或分布式发电控制系统);
对于多个零散小规模发电在配电网的并网, 原则上应实现自发自用及少量上网,电网侧仅 监测并网点动态。
仅当以上两种情形在发生影响电网稳定运行 或电能质量超标时,电网侧应用ADMS直接通 过并网点开关设备进行切除。
• 许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无 功需求的增加,在某些不良运行点或当系统受到 较大扰动后,因为发电机励磁系统的强励和负荷 端电压下降,负荷需求减少,系统能保持电压相 对稳定。随后,由于带负荷调压变压器的连续调 节使负荷端电压升高,供电得以恢复,同时带负 荷调压变压器一次侧电压下降,电流上升,发电 机无功越限,其连锁反应使负荷电压下降,电压 稳定破坏。
配电网简介

配电网简介传统的配电网其实就是被动的配电网,我国过去电网的发展是以安全供电为重心的,其运行、控制和管理模式都是被动的。
由大型发电厂生产的电力,流经输电网(高压),通过配电网送到用户,因此中低压(LV)配电网即为电力系统的“被动”负荷,因此配电网可以称之为被动配电网(PDN)。
即使采用配电自动化,尤其是在中国,其核心控制思路仍然是被动的,即在无故障的情况下,一般不会进行自动控制的操作。
近年来,新能源、电动汽车等快速发展,都对配电网规划建设和运营管理提出了新要求,由此也就衍生出了智能配电网( SDG )、主动配电网( ADN )与柔性配电网( FDN )等新兴概念。
如何区别三种配电网,有关于配电网的概念层出不穷,这里举出三个例子,并且简单区分下这三者间有何区别?与传统配电网对比又有何优势?智能配电网( SDG )智能配电网的概念,智能配网是智能电网的关键环节之一。
通常110kV 及以下的电力网络属于配电网络,配电网是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分。
智能配网系统是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的智能化。
智能配网系统配用电自动化系统由主站、通信系统、自动化监控终端设备三大部分构成,形成一个完整的信息传输与处理系统,实现对配电网运行的远程管理。
对于智能配网系统来说,三大部分中通信系统是实现数据传输的关键和核心,通信系统将主站的控制命令准确地传送到众多的远方终端,且将远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。
智能配网通信系统可由多种通信方式组成,主要采用光纤和电力载波通信方式。
智能配电网的特征智能配网的目标是确保电网运行的经济性、环保、稳定、可靠以及安全,现代科技的应用是智能配网最重视的。
正因为这样,智能配网的建设才会受到越来越多的国家的重视,而它的不断发展也方便了人们的日常生活以及工作,就传统的配电网相比,SDG 具有以下功能特征:1 )自己我修复功能;2 )具有更高的安全比;3 )能够提供更高的电能质量;4 )支持DER的大量接入;5 )支持与用户互动;6 )对配电网及其设备进行可视化管理;7 )更高的资产利用率;8 )配电管理与用电管理的信息化。
智能化让配电网主动起来

摘要介绍了主动配电网的定义、技术内容、发展历程。
分析了主动配电网与有源配电网以及智能配电网概念之间联系与区别。
指出配电网的“智能化”与“主动化”是分不开的,“智能化”使配电网“主动”起来。
提出主动配电网的特征包括分布式电源与负荷的主动调节与控制、具有完善的运行监控与信息化管理手段、具有可信容量、针对分布式电源与负荷的随机性特点进行规划设计等方面,是解决分布式电源大量接入、优化配电网运行的必由之路。
关键词:智能配电网,主动配电网,有源配电网,分布式电源1 引言分布式电源的发展以及现代社会对供电质量与电网运行经济性要求的提高,使配电技术面临新的机遇与挑战,“智能配电网”、“主动配电网”应运而生,引起了电力业界以及社会的广泛关注,成为电力技术研究的热点。
随着对智能电网技术研究与推广应用的深入,人们对智能配电网有了较全面的理解并取得了基本的共识。
而主动配电网则是一个相对较新的概念。
那么,什么是主动配电网?主动配电网有哪些主要的特征?主动配电网与有源配电网、智能配电网有什么区别与联系?是目前业界比较关心的问题。
本文根据学习、研究智能配电网与主动配电网技术的心得,就此谈几点看法。
2主动配电网的由来我们知道,传统的中低压配电网向用户单方向分配电力,不包含分布式电源(分布式发电与储能装置);除无功补偿电容器外,不使用其他的有功、无功调节以及电压控制设备;没有远程运行监视与控制手段。
因此,传统的配电网是一个“被动”地从主网接收功率的电力网络,其潮流根据负荷的需求自然分布,不能够根据主网以及负荷的变化自动地调整运行方式与潮流,无法对异常运行状态与故障进行有效地控制,难以保证供电质量、实现最优经济运行。
由于在调节、控制措施上的“被动”,限制了传统配电网接纳分布式电源的能力。
为了不影响配电网的安全运行与供电质量,早期的分布式电源接入技术条件,对分布式电源的渗透率及其运行方式做出了严格的规定,如美国供电企业曾规定配电线路接入的分布式电源容量不得大于线路最大负荷的10%;美国国际电气电子工程师协会(IEEE)2003年发布的分布式电源并网技术导则(IEEE 1543)规定,分布式电源要运行在功率接近于1的状态,不允许其主动地参与配电网电压无功的调整。
主动配电网的基本概念及关键技术

供电质量管理
防治结合
预“防”
基于同步 信息量测 进行网络 等效的主 动配电网 安全合环 技术
基于高可 靠性电源 主动寻找 的重点用 户运行风 险预防管 理技术
“治”理 针对电压 暂降和短 时中断的 有源快速 切换管理 技术
基于双端同 步信息量测 的单相接地 故障快速电 网自愈技术
三:有功功率和无功电压的主动控制
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
– 有功、无功均可控
• 需求侧响应
– 大用户 – 小用户集群控制
• 储能(电负荷控制 – 电压敏感负荷
主动配电网的核心理念
充分利用主动配电网的可控资源,研究可以实现电网侧的主动规划、 管理、控制与服务、负荷侧的主动响应和发电侧的主动参与的核心技术 (装置与系统),变被动接受为主动利用, 实现主动配电网的运行目标。 上级电网
用户
主动配电网规划运行一体化的可视化推演互动展示技术
算法
能源信息协调的主动配电网主网配网一体化规划技术
基于多代理的时序场景 平台 模式演进模拟技术 主动配电网 运行数据
主动配电网的规划与运 行的滚动校验评估技术 主动配电网 规划方案
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二、配电网的主动管理
• 资产管理
– 充分利用目前配电网中配置的多源量测 – 综合利用物联网、传感和大数据分析技术
主动配电网技术

主动配电网的发展动态
广东电网主动配电网示范工程
能够自主 协调控制间歇 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。 10
主动配电网的发展动态
贵州主动配电网示范工程
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。
11
2 主动配电网关键技术体系
12
主动配电网关键技术体系
高渗透率分布式发电对配电网的影响
1
提高配电网的经济性 ,考虑其可用率,为提高 配电网规划效率提出新方向。
对电压稳定、继电保护、故障定位、能量管理
2
方面产生影响;也对配电网产生间歇性影响,
建立相应的并网技术进行控制管理。
购售电双方角色变换,出现能量投资或运行
主 主动配电网概述 2 主动配电网关键技术体系
4 总结和展望
2
主动配电网的来源
2008 年 CIGRE C6.11 工 作 组发布的研究报告使用了 “active distribution networks (ADN)”的术语 ,国内有学 者根据报告的内容,将其翻译为 “主动配电网”。
4
主动配电网核心理念
PDN
ADN
主动规划 主动控制 主动管理 主动服务
5
主动配电网与微电网
电网形式 所属关系 主动配电网 企业电网
微电网 客户电网
运行状态
常态并网、 条件孤岛
常态孤岛、 条件并网
6
主动配电网与智能电网
主动配 电网是 智能配 电网技 术发展 的高级 阶段技 术。
网络功能
智能化 灵活性 高效性 可持续性
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主动配电网运行控制
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配电网有“主动”和“被动”之分吗?答案是肯定的。
来看一个主动的案例。
炎炎夏日的一个上午,某大城市中,随着大批空调逐步开启,用电负荷直线攀升,逼近电网所能承受的最高值。
主动配电网主动作为,果断发出“精确制导”的指令,让部分客户家中的空调停运。
几分钟后,负荷曲线趋于平缓,电网风险化解……
这不是电影里的场景。
在不久的将来,随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功,这样的场景就将成为现实。
为什么要进行这项课题研究?它有何特点?对供电企业和客户来说,它能带来哪些好处?为此,本报记者进行了详细调查。
为什么要研究主动配电网?
分布式电源大量进入配电网,到一定程度,传统配电网将面临“电流倒送”危险
提及主动配电网的研究,有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。
配电网,指的是在电力网中起分配电能作用的网络。
打个形象的比喻,如果把电网主网比作人体的“主动脉”,那么,配电网就是四通八达的“毛细血管”,用户则处于这些毛细血管的最末端。
电由大型发电厂发出,流经主网,通过配电网送到用户,就如血从心脏流出,流经主动脉,通过毛细血管输送至全身一样。
电流自上而下流动,就如同大河衍变成小河,再从小河衍变成小溪。
在传统的配电网中,线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量,考虑的都是单方向流动的特点。
分布式电源的出现,使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给,而是具有了“造血”的能力。
但随着分布式电源不断增多,“造血”的量不断增加,其分散性、不稳定性、间歇性的特点,则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。
当分布式电源增多到一定的程度,就会影响传
统配电网的特性。
这意味着,传统配电网的保护、控制策略将失效,电网的供电可靠性将受到影响。
国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者:“根据国外的经验,分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的30%,否则,电流可能产生倒送,有些保护和控制就会误动。
”
为对日益增长的分布式电源加以有效控制,主动配电网的研究被提上日程。
什么是主动配电网?
“看”得更宽更远,“听”到更多信息,主动服务分布式电源,预判化解
停电危险
什么是主动配电网呢?
黄仁乐给出这样的定义,“主动配电网是内部具有分布式或分散式能源,具有控制和运行能力的配电网。
主动配电网有四个特征,一是具备一定分布式可控资源,二是有较为完善的可观可控水平,三是具有实现协调优化管理的管控中心,四是可灵活调节的网络拓扑结构”。
“可观性”体现在,主动配电网控制中心可以监测到主网、配电网和用户侧的负荷和分布式电源的运行情况,在此基础上利用态势感知技术预测其发展状态,提出优化协调控制策略。
“可控性”体现在对分布式电源、储能、负荷等的灵活有效控制上。
当优化协调控制策略制定出来以后,通过控制中心能够实现有效的执行。
通俗地讲,主动配电网有更大的可观测范围,能掌握更多信息。
目前对电网的监测范围只能到配电网,没有办法知道用户更多的实际用电信息,比如说,有没有使用空调、安装光伏,有哪些重要设备,更不可能知道用户的用电行为习惯,什么时候洗衣服、开空调……主动配电网却可以知道这些信息,进而主动服务用户,满足用户的需求。
它通过自动采集到的信号,进行数据分析掌握相关信息,为用户提供最优方案。
供电企业事先可以将网络和负荷准备好,提醒用户在合适的时机选择用电等。
用户可以随时查询到实时的电价,来调整用
电行为,节省电费支出,还可以查询到周边分布式电源有哪些,自主选用,实现一定区域内的电力资源最优分配等。
主动配电网的“主动”,还体现在对有可能出现的危险进行预判,并制定一定应对策略,通过控制中心有效执行,而不是像传统配电网只能在故障发生后才被动地采取措施。
黄仁乐给记者举了一个例子。
当即将遭遇暴雨时,哪些线路有可能遭遇雷击,可以通过控制中心对电流进行控制,使其绕过这些线路,防止大面积停电的发生,这需要用上一项关键技术——态势感知技术。
主动配电网好在哪里?
有力促进新能源消纳,形成分布式电源和配电网相互备用格局,为用电客户节约电费
作为课题牵头研究单位,国网北京电力相关负责人介绍说,主动配电网研究背后,有现实的强烈需求。
近年来,首都新能源、电动汽车等快速发展,都对配电网规划建设和运营管理提出了新要求。
课题的立项,为解决以上问题提供了契机。
课题的意义还远不止于此——它将引领我国智能配电网领域的发展方向,具有巨大的经济和社会效益。
对用户来说,灵活接入主动配电网,意味着更高的供电可靠性和供电质量。
分布式电源和电网供电可以互为备用电源,减少停电时间,缩小停电面积,提升终端能源的利用效率。
对消费者来说,主动参与需求响应和电网运行,不仅能大大提高用电的自主性,也能直接节约电费支出。
打个比方,在电网负荷较高时,客户可以将自家的分布式电源所发的电卖电给电网,而在电网负荷较低时,用大电网的电,最大限度减少电费指出。
对电网企业来说,主动配电网的投入将使运营成本大大降低。
高效运行的主动配电网可以提高电能传输效率,带来节能效益;多电源协同则可有效解决地区输配电能力不足等问题,保证电网稳定可靠运行;还可以进行有效的移峰填谷——如本文开头所说的那样精确控制负荷,减少系统故障率等。
主动配电网的投运,亦可解决可再生能源的消纳问题。
它的投运将提高地区清洁能源和可再生能源的占比,实现可再生能源全部消纳,改善环境,还将推动智能楼宇等一系列智能电网相关技术的建设发展。
记者了解到,“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题由国网北京市电力公司牵头,国网福建省电力有限公司、中国电科院、清华大学等共同参与,汇集了配网规划等领域的顶级专家,目前已进入正式研究阶段。
课题将以北京未来科技城及福建海西厦门岛供电区域为示范对象,建成高品质、高效率、高互动、高集成的示范工程。