主动配电网文献综述
面向智能电网中的主动配电网关键技术发展综述

面向智能电网中的主动配电网关键技术发展综述摘要:在我国快速发展过程中,经济在迅猛发展,社会在不断进步,主动配电网是在分布式电源发展的环境下使配电网更安全、可靠、经济运行的一个重要方案,是智能电网中的重要一环,国内外学者都提出了很多关键技术.从主动配电网规划接入、主动配电网的控制、故障恢复和负荷管控四方面展开阐述了主动配电网关键技术的研究现状,然后比较了其优缺点,最后介绍了应用展望.关键词:主动配电网;智能电网;分布式电源;协调规划;可再生能源引言近年来全球能源危机和环境污染问题凸显,研究可再生能源的呼声日渐高涨。
微电网为可再生能源(风电、光伏)并网发电及其消纳利用提供了可行技术途径。
微电网在有效整合可再生能源发电后,作为智能子系统接入主动配电网中,增强了主动配电网的互动性、可控性和可靠性,进而提升电力系统的综合能效。
因此主动配电网中多微网调度研究日益受到人们的关注和重视。
目前,国内外学者已开展了大量有关多微网调度方面的相关研究,但大多数研究微电网的模型并未考虑微电网之间的联系,仅关注和考虑微电网与主网的能量交互。
1主动配电网主动配电网的主要优势就是对分布式能源的渗透和运用,其改变了传统配电网单一的电力分配结构,通过技术的手段实现了配电网二元向三元结构的转换,其在一定程度上解决了电源和负荷之间的不稳定性,极大地提高配电网三个主体之间的协调性。
主动配电网的出现,解决了日益增长的电力资源利用和负荷增长对电网的需求。
另外,随着人类生长环境的不断改变和恶化,社会是否能可持续发展受到了一定的威胁,为了解决人类与自然环境之间的矛盾关系,在各行各业都开始通过技术改进以适应当前环境现状,争取最大力度降低环境污染,减少对资源的浪费,而主动配电网技术的出现具有一定的必然性,其以新型的技术创新优势、以对新能源的开发利用、减少环境污染等特点赢得世界各国研究利用的高潮,其所形成的低碳经济链是具有的最大优势。
2面向智能电网中的主动配电网关键技术发展综述2.1考虑需求侧响应的技术现除了供给侧供电以外,大量的电能需求侧安装分布式电源具备了自我供电的能力,需求侧资源的参与与调节,对提高可再生能源的利用率、源荷供需平衡以及削峰填谷起到积极作用.主动配电网若能将需求侧资源充分利用和调度,就能使供电侧与需求侧响应协调并建成灵活运行的主动配电网.设目标函数为需求侧用电效用值最大,使用benders分解法计算模型进行整数规划,建立了居民电力调控模型,就需求侧不同电气设备的不同需求提出了用电模式的控制方法.除了上述模型以外,区块链技术和分布式电源结合.区块链的特征可以概括为:去中心分布化的、按照合约执行的、去信任的、数据可靠并能追溯的,分布式电力系统构造需要区块链这样的去中心化特征的技术支撑.区块链去除中心主导节点,而是通过共识机制令每个节点的地位相同并能集体自动维护,分布式电源系统的每个需求侧及各个节点,满足自动控制调度需求,达到源网荷协调;分布式电源中的区块链系统将所有历史数据分配给所有节点,数据以时序链接并只有有权限的节点可查阅.2.2多源供电网络自愈恢复考虑多源供电对馈线故障定位、隔离和恢复的影响因素,在多能互补条件下充分发掘并利用故障后分布式发电及储能装置对网络自愈的电能支撑作用,分析可行的孤岛自治恢复策略;通过故障后分布式电源本地自组网持续供电尽可能减少系统负荷损失;实现主动配电网环境下集中式与智能分布式一体化协同的多级快速恢复供电,提高主动配电网的供电可靠性。
主动配电网研究进展

中图分类号:TM71
文献标志码:A
0 引言
1 主动配电网的基本概念
目前 ,随着社会经济的不断发展,电力需求的 持续增长以及整个电力市场开放程度的增加,越来越 多的分布式能源(distributed energy resource,DER)接 入到配电网中,在传统配电网(traditional distribution network,TDN)下,过多的分布式能源容易对配电网造 成很多不利的影响,如提高短路电流水平、影响无功 功率和电压分布、改变系统潮流、降低供电可靠性降 低以及恶化电能质量等 。 [1] 为了应对和解决这些问 题,传统配电网已逐渐从被动模式向主动模式转变, 国际大电网会议(CIGRE)配电与分布式发电专业委 员会(C6)对含分布式能源的配电网进行了深入的研 究分析,并于 2008 年在 C6.11 工作组所发表的“主动 配电网(active distribution network,ADN)的运行与发 展”研究报告中明确提出了主动配电网以及分布式能 源的概念和定义[2]。工作组认为,对配电网的所有组 成部分进行主动的优化控制能够消纳分布式能源的 高渗透率问题,从而提高配电网的安全经济性。
配电管理系统
通信网
通
信
网
配电网
变压器 电力电子元件 分布式能源
先进计量装置
需求侧
图 1 主动配电网的基本组成结构
作者简介: 欧阳武(1978-),男,高级工程师,工学博士,现从事配电网规划和配电自动化相关工作。
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分布式能源主要由分布式电源构成,另外还包括 分布式储能和可控负荷等。分布式电源主要为可再生 能源,包括光伏发电、风能发电等;可控负荷包括电动 汽车和响应负荷等[3]。在理论研究和分析中,出于简化 考虑常常用分布式电源来代替分布式能源,由于目前 分布式电源的应用广泛,这种简化代替是可行的。文 献[4]研究了可以灵活控制分布式电源的主动配电网, 结果表明主动配电网能够有效提高网络负载能力。
供配电毕业设计文献综述范文

供配电毕业设计文献综述范文
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随着社会的发展和人们生活水平的提高,供配电系统在人们生活中扮演着越来越重要的角色。
供配电系统是电力系统的重要组成部分,它负责将电能从发电厂输送到各个用户,为人们的生产和生活提供必要的能源。
因此,供配电系统的设计和运行对于保证电力系统的稳定性和安全性具有重要意义。
在供配电系统的设计中,需要考虑多种因素,如负荷分布、电源容量、线路容量、变压器容量等。
这些因素对于供配电系统的稳定性和安全性都有重要影响。
因此,在进行供配电系统的设计时,需要综合考虑这些因素,以制定出最优的设计方案。
近年来,随着技术的发展和进步,越来越多的新技术被应用到供配电系统中。
例如,智能电网、分布式电源、储能技术等。
这些技术的应用可以大大提高供配电系统的稳定性和可靠性,减少能源浪费和环境污染。
此外,随着人们对于环境保护的重视程度不断提高,越来越多的研究关注到了供配电系统中的节能减排问题。
例如,通过优化供配电系统的运行方式,降低线损和变压器损耗,提高电力设备的运行效率等措施,可以有效地减少能源浪费和环境污染。
综上所述,供配电系统的设计和运行是一项复杂的工程,需要考虑多种因素和技术。
未来的研究应该关注如何将新技术应用到供配电系统中,以提高系统的稳定性和可靠性,同时关注节能减排问题,为环境保护做出更大的贡献。
配电网的主动管理现状和未来发展趋势综述

配电网的主动管理现状和未来发展趋势综述摘要随着智能配电网技术的发展,分布式能源的广泛使用,新型负荷(例如电动汽车)的应用,配电网正从被动配电网向主动配电网发展。
包括可再生分布式电源在内的分布式电源的并网,使得配电网的潮流从单向流动变为双向流动。
电动汽车的应用给配电网带来了更大的挑战。
因此,对主动配电网的管理必须通过新兴的控制、监测、保护和通信技术来实现,用最佳的方式协助配电网运营商管理。
这篇文章综述了主动配电网最新的进展情况,并确定新兴技术和支持配电网主动管理的未来发展趋势。
关键词:主动管理,分布式电源,配电网,智能配电网,智能电网引言为了安全和可持续能源的发展,智能电网已被广泛认为未来电力生产的基础设施。
配电网已成为电网中占据很大比例的基础设施。
在未来智能电网中,配电网会占据更重要的地位,且应当优先发展。
这是因为配电网是大多数终端用户、分布式电源以及电动汽车的接入点。
在美国,配电网为大约1.6亿用户提供服务。
越来越多DG和EV的接入、智能配电网技术的应用(例如高级计量架构(AMI)和智能家电(SAs))都促使配电网从被动向主动发展。
下一代配电网应该是高效、全系统最优化、高可靠性、坚强、且能够有效管理大规模接入的EV、DG及其他可控负荷的网络。
为了迎接新的挑战,下一代的配电网需要主动配电网管理。
各种配电网管理技术,例如配电自动化,AMI,故障定位,自动重构,以及V AR控制,已经在研究中,而且一些技术已经成功应用与当今的配电网中。
配电网最优化规划的各个方面也处于研究中,包括电容器和其他无功补偿设备、分段重合、以及分布式能源的最优调度。
此外,先进的新型DG技术,新型的功率电变换系统(PFC),例如能调节有功和无功的固态变压器(SST),智能家电和其他可控负荷的广泛使用,家庭和办公网络的智能化,都使得在下一代配电网中,ADN的应用成为可能。
本文综述了最新的进展并确定支持DN的发展的新兴技术。
第二部分给出ADN的构架的概述。
主动配电网技术研究现状综述

主动配电网技术研究现状综述刘东;张弘;王建春【摘要】主动配电网作为解决大规模分布式能源接入及配网优化运行问题的有效解决方案,是智能配电网的发展趋势,引发了国内外学者广泛而深入的研究.本文从主动配电网规划技术、主动配电网运行控制技术、主动配电网供电恢复技术与主动配电网负荷管理技术等相关重点领域出发分析了主动配电网关键技术的研究现状,并阐述了国内外主动配电网示范工程试点情况.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】7页(P2-7,20)【关键词】主动配电网;可再生能源;示范工程;综述【作者】刘东;张弘;王建春【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240;国网淮安供电公司,江苏淮安 223001【正文语种】中文【中图分类】TM72由于分布式能源(distribution energy resource, DER)的大量接入,配电网产生了功率倒送、弃风弃光等现象,为电网稳定运行带来很大影响同时降低了新能源的效益与价值。
主动配电网(active distribution network, ADN)是为解决分布式能源接入配电网问题而提出的方案,利用先进的电力电子技术、通信和自动控制技术,具有协调控制各种类型分布式能源的能力。
它可以实现配电网系统中双向潮流的控制,使新能源所发电量得到高效的利用,从根本上解决大量分布式能源接入配电网的问题,是未来智能配电网的发展趋势[1,2]。
主动配电网由分布式电源(distributed generation, DG)、各类负荷以及大量监控装置等构成,通常包含光伏、风电等可再生能源的发电装置,以及为有效平抑间歇式能源的出力波动而配置的储能设备。
对比传统配电网,主动配电网是可控的,在实时获取全网运行状态的情况下,综合利用各种可控DG(如储能设备)、灵活的网络结构(开关)以及电压调节设备(如无功补偿装置),通过主站管理系统的控制调度实现配电网在正常工况下的电网安全稳定经济运行和故障情况下的隔离恢复。
供配电文献综述

文献综述电气工程学院文献综述摘要随着我国科技的进步,一大批自动化程度高的办公楼相继建成,在提高行业经济效益和社会效益都起到极大的推进作用,同时对供配电提出了更高的要求。
此外我国面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾,为了实现可持续发展,电能有效而高质量的供给和分配成为现代办公楼修设计的目标。
因此如何设计出安全、稳定、可靠、经济的办公楼供配电系统对企业甚至社会来说都是至关重要的。
关键词:供配电;办公楼;电力一、引言随着电子技术、计算机网络技术、自动控制技术和系统工程技术的快速发展和向各个领域的延伸,逐渐影响着人类的生产方式和生活方式,给人类带来了非常大的便利。
智能化建筑就是在这一形势下出现并得到了快速发展。
在智能化建筑中楼宇智能化控制系统在建筑中占有非常重要的地位,而其中的供配电系统承担了向整个建筑物中各种用电设施提供安全和可靠电能的重要任务[2]。
本文主要阐述了南京有志科技楼电气设计的内容,包括供配电系统设计以及变电所设计。
供电系统就是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并供应和输送给用电设备的系统,其通常更具用电地区所在位置编制供电方案,并按照程序执行每一步操作步骤,加快了地区用电规划的稳定性。
为了节约用电消耗量,许多地区开始采取“限电”政策,分时段供电以维持用电的持续供应,这就要求供电系统具有多种调控性能,智能供电已经成为必然趋势[1]。
目前由于供配电系统设计的配电设备不合理,各处的用电计量方式不一样,难以达到标准要求,供配电系统设计的环境不合格和供配电系统缺乏监测手段等原因,供配电系统设计存在着普遍问题[6]。
二、主题1.供配电意义供配电技术,就是研究电力的供应和分配问题。
电力是现代工业生产的主要能源和动力,是现代文明的物质技术基础。
没有电力,就没有工业现代化,就没有整个国名经济的现代化。
现代社会的信息化和网络化,都是建立在电气化的基础之上的。
社会生产只有电气化以后,才能大大增加产量,提高产品质量以及劳动生产率,降低生产成本,减轻工人劳动强度[2]。
配电自动化的发展动向【文献综述】

文献综述电气工程及自动化配电自动化的发展动向摘要:配电网是电力系统发电、输电和配电(有时也称供电和用电)三大系统之一。
电力公司通过配电网实现产品销售--向广大电力用户提供电能。
随着经济的发展,观念的变化,电力公司正经历着一场深刻的变革:电力市场自由化[1]。
关键词:配电网;配电自动化;发展动向1. 引言配电自动化(DA)是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统,其目的是提高供电可靠性,改进电能质量,向用户提供优质服务,降低运行费用,减轻运行人员的劳动强度。
在工业发达国家中,配电系统自动化受到了广泛的重视,美国、日本、德国、法国等国家的配电系统自动化,已经形成了集变电站自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS),其功能已多达140余项。
2. 配电自动化2.1 配电自动化的作用在配电自动化系统中,馈线自动化是基础,因此应以馈线自动化为切入点,逐步实现配电自动化,并且要使馈线自动化起到以下作用:(1)减少停电时间,提高供电可靠性。
配电网络经过改造后,实现“手拉手”或环网供电方式,利用馈线自动化系统,可对配电线路进行故障检测定位、自动隔离故障区段并恢复对非故障区段的供电。
这样就缩小了停电范围,大大提高了供电可靠性。
(2)提高供电质量。
通过实时监视运行状态,适时进行负荷转带及电容器投切,保证供电质量。
(3)改善用户服务质量。
通过用户侧管理手段,提高服务水平和服务质量。
(4)降低电能损耗。
通过优化网络结构及无功配置,减少线损。
(5)提高设备利用率,节省基本建设投资。
减少后备容量优化运行方式,提高设备利用率。
(6)减少配电检修维护费用。
在正常运行时可对各类配电设备、线路进行在线监测;在发生故障时可对故障进行自动定位,确定故障类型,节省检修维护费用[2]。
(7)节省总投资。
实施馈线自动化所需要的线路改造、设备投资比较大,但总体上可节省投资。
主动配电网PK传统配电网 主动配电网规划研究综述

0 引言配电网规划可定义如下:为满足未来年负荷增长和电网发展的要求,确定何时、何地、建设何种类型的线路、变电站或者分布式电源(distributed generation,DG)等设备。
配电网规划结果直接影响配电网投资、收益及未来年配电网运行的安全性、经济性、稳定性。
DG、电动汽车、柔性负荷等可控设备的应用持续增加,给配电网带来一系列的问题,如谐波污染,接入点电压升高[4-5]、系统双向潮流、短路电流升高、三相不平衡、电压波动等[6-7],同时这些问题的存在也会限制DG的接入。
传统配电网(traditional distribution network,TDN)规划针对某个负荷预测值采用最大容量裕度(给定网络结构)来应对最严重工况的运行条件(即使最严重工况为小概率事件),从而在规划阶段就可以找到处理所有运行问题的最优解。
因此其规划方法相对简单,资产无法充分利用,不具有灵活控制的特性[8],特别是对于具有随机性、波动性的DG等新型电源及负荷。
为了合理规划DG,协调DG的优化运行,充分发挥DG等新型电源及负荷的积极作用,需要配电网采取主动管理、主动规划。
主动配电网(active distribution network,ADN)[9-11]为解决DG接入带来的电压升高问题、增加DG的接入容量、提升配电网的资产利用率提供了新的解决方案。
本文将对主动管理策略进行综述,对ADN规划模型、方法、算法等进行归纳和综合分析,旨在为ADN规划的深入研究提供参考。
1 主动管理主动管理是ADN的核心,主要分为主动潮流管理、主动电压调整以及需求侧管理等。
其中主动潮流管理通过电压和电流等参数测量、状态估计,控制DG出力、优化调度配电设备来实现对潮流的主动控制;主动电压调整是通过控制DG有功和无功出力、调节变压器抽头以及控制无功补偿设备等来控制系统电压;需求侧管理是通过负荷的柔性控制或者改变用户的用电方式,最终改变电力需求时序分布,其目标主要是负荷的移峰填谷。
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主动配电网文献综述摘要:分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性,同时,未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。
作为未来配电网的一种发展模式,主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的关注。
本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状,主动配网网工作原理,主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。
关键词:主动配电网,分布式发电,潮流算法,粒子群算法,混合算法0引言近年来,全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发,严重威胁着人类社会的可持续发展。
在诸多因素中,人类过度排放温室气体被认为是导致全球气候变化的重要原因[1,2]。
为应对上述挑战,英国政府于2003年首次提出了低碳经济的发展理念。
发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制,其关键在于对可再生能源的有效开发与利用。
对此,一种解决思路是从配用电环节入手,建立协调关联分布式可再生能源发电、配电网络与终端用电的集成供电系统,实现对可再生能源的就地消纳与利用。
分布式配用电系统优点有建设周期短、投资成本低、运行灵活,且抗风险能力更强[3,4]。
传统配电网中,电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点,其运行方式和规划准则相对简单。
然而,分布式能源的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造成显著影响。
而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素,因此难以满足低碳经济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用的要求。
与主要关注用户侧的微电网(Micro-Grid, MG)不同,ADN 主要面向由电力企业管理的公共配电网。
它是一种兼容电网、分布式发电及需求侧管理等多类型技术的全新开放式配电系统体系结构。
ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度,强调在整个配电网层面内借助主动网络管理(Active Network Management, ANM)实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用,最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位提高[5]。
本文将介绍主动配电网的国内外现状,主动配网网工作原理,主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。
1 国内外技术现状主动配电网(AND)是近几年来才提出的新名词。
最早美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)提出了“微网”的概念,微网是由微电源和负荷共同组成的系统,可同时提供电能和热量,其组成结构较ADN 简单,也可以说是ADN的一种特殊形式。
1.1国外技术现状目前对ADN的研究处于领先地位的主要有北美、欧盟和日本等。
美国CERTS己在美国电力公司Walnut的微网测试基地成功验证了微网的初步理论;欧盟推出了“Microgrids”和“More Microgrids”个主要项目,德国太阳能研究所建成的微网实验室规模最大,容量达到200kV A,该研究所还在其实验平台设计安装了简单的能量管理系统;日本常规能源较为匿乏,在可再生能源幵发和利用上投入较大,已在国内建立了多个微网项目,其微网实验系统的开发亦处于世界领先水平。
截至2013年,欧盟开展了ADINE、ADDERSS、GRID4EU等代表性的ADN示范项目:①ADINE项目主要以配电网络对高渗透率DG的开放兼容为目标,重点研究内容包括:智能配电自动化、ICT和ANM 控制技术等。
②ADDRESS项目于2008年开始实施,历时4年,重点研究智能配电网理念下以“主动需求(AD)”为核心的用户侧需求响应技术。
③GRID4EU项目主要涉及智能配电网的规划、运行及控制关键技术、标准制定,以及成本—效益分析等方面内容。
1.2国内技术现状我国对ADN的研究较其他国家相对落后,研究热点主要集中在DG本身的控制以及DG规划和运行等方面,对DG的并网技术标准和并网规程方面尚有欠缺,这极大地限制了分布式发电技术的应用和推广。
目前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。
2014年起,“多源协同的主动配电网运行关键技术研究及示范”分别在北京、福建、贵州开展研究与示范建设。
2主动配电网工作原理根据CIGRE C6.11 的定义,ADN基本构成模式如图1 所示。
图中,各类DG(如风电、光伏等)和储能单元通过电力电子元件转换成相应的交流或直流模式,再经过升压变压器并入系统;通信、自动化及其他相关电气设备以适当的连接方式实现与电力网的紧密集成;此外,用户侧配以智能电表为代表的先进计量装置,用于实现对用电信息的实时采集及电网-用户之间的双向互操作。
图1主动配电网的典型构成模式ADN 技术的“主动性”特征主要体现在系统运行控制方式上。
传统配电网用电活动属于“被动”要素,运行者通常不会对稳态运行的电气设备进行主动控制。
而在ADN 下,通过先进的ICT 及自动化技术,可以对区域内供应侧与需求侧资源实施主动管理,以实现系统特定运行目标(如网损、资产利用效率等)的最优。
ADN与传统配电网的差异见表一[6]。
表一AND与传统配电网的主要差异传统配电网AND 技术标准单一的动态的管理模式集中式分散式网络结构固定的灵活的潮流特性单向的双向的模拟技算平均的精确的传统配电网不具备提供差异化供电服务的能力,因此相关技术标准单一;ICT 等高级智能技术的引入使得ADN的运行状态灵活可变,能够满足定制电力要求,其对应的技术标准是动态多元的。
在管理模式上,基于智能通信平台,ADN 可实现对需求侧资源的整合及对系统资产的分散式管理。
此外,ADN 的网络结构更加灵活,具有有源、网状、并网方式可选等新特点,并由此造成系统潮流特性由单向固定向着双向不确定方向的巨大转变。
在模拟计算方面,传统配电网一般只需对典型系统断面进行确定性模拟即可满足规划或运行任务的基本要求,而ADN则需采取分布并行式的建模方法,细致考虑时间窗口内的各类不确定因素,实施精确化的运行模拟。
3 主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法3.1集中式图2为集中式控制的示意图,由各测量点测得的电压、潮流和设备状态数据均上送到配电网中央控制器,中央控制器通过对各个DG分配有功和无功指令以及对其他设备发送命令来协调控制配电网络中的所有设备,并能够将配电网的电压和频率保持在合理的范围内。
图中:PEDG表示逆变器接口的DG;PEC表示电力电子变换装置;LC 表示本地控制器;ESS表示储能系统。
文献[7]提出了一种基于统计学原理的状态估计算法,用来估算各节点的电压,并据此设置系统中的继电器和调整DG的出力来控制系统中电压的分布。
但是集中式控制方式也有其不足之处,文献[8]对此进行了分析并总结以下结论:①可靠性较差,若中央控制器出现故障,整个网络将会崩溃;②送往中央控制器的数据量较大,可能在短时间内大量增加,超出控制器处理能力;③集中控制方式在通信和数据处理方面投资会较高;④若要对控制算法进行调整,即使是微调也需要进行大量的测试工作;⑤对中央控制器进行维护时,需要关停整个系统。
图2集中式控制的示意图3.2 分散式为了遵循DG及负荷本身的分散特性,一些研究者提出分散式控制方式,见图3。
该方式中配电网中的设备数量不受限制,本地控制器通过分析本地采集的数据与相邻设备送来的信息发出控制指令[9]。
文献[10]利用负载抽头转换开关和线路电压降补偿器相互配合,控制安装了DG的馈线电压,且控制效果与馈线参数、结构与DG连接点位置有关。
文献[11]提出了一种分散控制大型配电网的方法,即首先根据灵敏度矩阵ε分解法将配电网络分割成许多规模较小的子网络,然后在每个子网络内,各个设备相互协调来维持各节点电压在规定范围内。
文献[12]从配电网允许注入容量和损耗方面对集中控制方式和分散控制方式进行了比较,结论显示在不引起过压的前提下,两种方式在提高DG渗透率方面能力不相上下,且两种方式都会大幅增加线路上的有功损耗。
图3分散式控制方式示意图3.3 混合分层式相对于集中式和分散式来说,混合分层式管理是一种更为实用的配电网管理方式,如图4所示。
它采用多层式结构,包含了集中式和分散式框架的特点,并包含数个管理控制层,其中最上层为能量优化管理层,该层的控制器通过收集下层传递的信息以实现对配电网监控、操作和管理;中间层的控制器则依据上层发布的命令,结合事先定义的函数,计算出最优的参数并发布给底层控制器;最后,底层控制器利用此参数来控制网络中的具体设备,从而完成对配电网的管理和控制[13]。
文献[14]提出了一种具有通用性的微网分层控制结构,从上到下依次为第3层、第2层、第1层和内部层,这种针对微网的控制结构可以推广到包含有微网的ADN中。
图4混合分层式管理示意图4 主动配电网的算法研究4.1 通用潮流算法配电网的支路电抗和电阻参数相差不大,电缆线路还具有电阻大于电抗、充电电容较大的特点。
与输电网相比,配电网支路数和节点数庞大。
基于牛顿法的配电网潮流算法需要进行大量矩阵运算,运算效率低,且由于雅可比矩阵不能解耦、不易收敛,因此处理PV 节点比较复杂;前推回代算法具有算法简单、易实现的特点,但处理环网能力不足,基于叠加原理或回路电流法的改进前推回代法能处理弱环配电网,但需要计算回路阻抗或回路阻抗矩阵,当同时有含PV型DG 时,迭代过程为两层迭代,失去了运算速度的优势。
本节提出基于Zbus 法的主动配电网通用潮流算法,利用稀疏矩阵技术处理节点导纳矩阵,加快了运算速度,能进行含各种DG 、各种网络结构下配电网的潮流计算。
潮流计算通用方法流程如下:(1)读取原始数据,求取全网节点导纳矩阵和PV 节点灵敏度电抗矩阵;(2)计算馈线节点作用下节点电压U' 。
设PV 节点电压目标值为U 0;初始化PV 节点无功出力Q PV 为(Q max +Q min )/2(Q max 和Q min 为PV 型DG 无功出力上限和下限);(3)计算节点(PQ 、PV 和PI 节点)注入电流作用下节点电压U'' ; (4)由叠加原理得节点电压:UU U '''=+ ; (5)由式(1)修正PV 节点无功出力Q PV =Q PV +ΔQ 校验Q PV 是否越限,重新计算PV 节点灵敏度电抗矩阵;1PV Q B U -∆=∆ (1)(6)检验迭代收敛条件:所有节点()(1)max{}k k U U ε--< ,无功不越限PV 节点()0max{}k U U ε-< ,无功越限PV 节点无功出力为Q max 或Q min 。