主动配电网导论
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。
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。
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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
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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。
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
主动式配电网精选文档
主动式配电网精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-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”。
主动配电网技术
结语
谢谢大家！
谢谢！
2 主动配电网关键技术体系
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
源侧运行控制模式
主动配电网运行控制
网侧运行控制模式
电网侧应用ADMS，仅依靠直接对中压并网点开 关、联络开关、储能装置、电能质量治理装置等电网 侧可控设备进行控制
源--网双侧协调运行控制模式
在网侧运行控制模式失效的条件下，通过用户侧微 网管理系统（或分布式发电控制系统）间接地，或通 过协议直接地对用户侧的光伏发电系统进行有效控制， 从网端、发电端协调抑制其对配电网的影响
电压稳定性
关于电压稳定性的定义至今仍存在分 歧1990年IEEE将电压稳定性定义为“系统 维持电压的能力。”
电压崩溃是指由于电压不稳定所导致 的系 统内大面积，大幅度的电压下降的过 程。
电压稳定性
• 现在普遍被接受的观点是电力系统中电压水平主 要由无功功率平衡条件决定。
• 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。
Ø3 基于模型的控制：将DG模型和可控性在优化过程中 相结合
主动配电网规划相关问题的探讨
主动配电网规划相关问题的探讨发表时间：2016-06-20T11:10:17.143Z 来源：《电力设备》2016年第6期作者：顾衡[导读] 主动配电系统是利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式资源实施主动管理。
（国网上海市电力公司崇明供电公司 202150）摘要：主动配电系统是利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式资源实施主动管理，自主协调控制分布式发电、分布式储能装置及响应负荷等分布式资源单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全、经济运行的新型配电系统。
本文针对当前主动配电网规划相关问题进行了探讨，旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词：主动配电网；规划；问题1主动配电网的特征分析典型的主动配电网结构如图1所示，其主要特征为可再生能源随机特性、双向随机潮流、多微网分层结构及主动式协调控制与管理等。
1.1可再生能源的随机特性主动配电系统的特征之一是系统中遍布光伏、风力发电等间歇性分布式电源。
这些间歇性电源的输出功率具有显著的不确定性，对主动配电系统的可靠运行具有显著的影响。
建立合理的工况评估模型，准确刻画可再生能源输出功率的随机特性，并进一步定量评估这种不确定性对可靠性的影响，是主动配电系统运行规划首先需要解决的问题。
1.2双向不确定性潮流主动配电系统中，随着间歇性分布式电源及微网的接入，负荷不再从单一的电源接受电能，馈线上的潮流不再是单向的。
例如，微网并网运行时，若微网中的总发电容量大于总负荷需求，对配电网来说微网相当于一个电源，注入电能;若微网中的总发电容量小于总负荷需求，对配电网来说微网相当于一个负荷，吸收电能。
此外，由于分布式电源出力的随机性、响应负荷及储能装置的引入等，系统中潮流具有了更强的不确定性特点。
1.3多微网分层结构主动配电系统中遍布间歇性分布式电源，为平抑其不确定性，间歇性分布式电源通常与储能装置、响应负荷等组成微网，作为整体运行。
微网的运行具有一定的独立性，多个微网的接入便形成了主动配电系统多微网的分层结构。
浅谈智能配电网、主动配电网和柔性配电网
浅谈智能配电网、主动配电网和柔性配电网摘要：随着社会经济的发展，人们对于电力的需求日益增长，配电网的建设逐渐受到重视。
我国在电网上的投资严重不足，电力行业的工作重点是提高供电治理以及供电系统的工作效率。
相对于传统配电网，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。
现对衍生的智能配电网，主动配电网和柔性配电网新兴概念谈谈它们的功能特征及优势。
关键词：智能配电网；主动配电网；柔性配电网一、前言现中国的发展非常迅速，各大企业的发展都离不开电力系统的产业，经济的快速发展进一步推动了电力的发展。
在进入21世纪以来，中国的用电量极具增加，中国的电力系统必须要做出改革才能适应和满足人们的要求，其中智能配电网就是其中一个重要的技术，能够有效的带动整个电力系统，它也在电力系统中充当重要的角色，起到至关重要的作用；主动配电网(active distribution network ADN)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；柔性配电网利用柔性电力电子技术改造的配电网是一个重要趋势，能有效解决传统配电网发展中的一些瓶颈问题。
二、传统配电网2.1概念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)。
即使来用配电自动化，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。
三、智能配电网（SDG）3.1概念智能配网是智能电网的关键环节之一。
智能配网系統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。
电力系统调度中的主动配电网技术研究与应用
电力系统调度中的主动配电网技术研究与应用随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展，电力系统的可靠性和稳定性成为迫切需要解决的问题。
传统的电力系统调度方法面临着越来越多的挑战，因此，研究和应用主动配电网技术已成为提高电力系统运行效率和可靠性的关键。
主动配电网是一种电力系统调度中的新技术，它充分利用信息通信技术和先进的控制策略来实现电力系统的智能化运行和优化调度。
其基本原理是通过实时监测和分析电力系统运行状态和负荷需求，采取主动的控制和调度策略，以提高电力系统的可靠性、灵活性和能源效率。
主动配电网技术的核心是先进的监测与控制系统。
这种系统具有高精度的测量和传感器装置，可以实时采集电力系统各个节点的电流、电压和功率等关键参数，同时结合无线通信技术和云计算技术，将这些实时数据传输到中央控制中心进行集中处理和分析。
在主动配电网技术的研究中，配电网规划和优化调度是非常重要的环节。
通过准确的负荷预测和电力系统状态估计，可以合理规划电力系统的供电方案，提前做好系统准备工作。
同时，基于先进的优化算法和调度策略，可以实现电力系统的最优运行，提高供电可靠性和经济性。
除了配电网规划和优化调度，主动配电网技术还涉及到实时监测和故障检测。
通过将大量的传感器和智能装置部署在配电网的关键节点上，可以实时监测电力设备的状态和运行情况。
一旦出现故障或异常情况，系统可以及时发出警报并采取相应的措施进行故障检测和处理，从而确保电力系统的正常运行和安全性。
此外，主动配电网技术还包括智能电网和可再生能源的集成。
随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，电力系统需要更好地适应这些分布式能源的接入和调度。
主动配电网技术提供了一种智能化的解决方案，可以实现可再生能源和传统能源之间的无缝集成和协调调度，最大程度地利用可再生能源，减少对传统能源的依赖。
主动配电网技术的应用前景广阔。
它不仅可以提高电力系统的可靠性和稳定性，也可以实现电力系统的智能化运行和管理。
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电网平衡
能源
公共事业
建筑
用户舒适度
节能
信息技术
舒适性负荷使配电网的资产利用率降低
小时负荷作为峰荷的分数, 从高到低排序
100%
90%
80%
发电
75%
Load Factor (%)
60%
40%
5% = ~400 hrs/yr
20%
配电
0% 0% 5% 20% 40% 60% 80% 100% Percentage of Year Electric Generation Distribution Asset
有功无功功率协调控制机制
基于电压主动调节的负荷柔性控制-协调控制架构
长时间尺度-全局优化控制
智能电网全局有功-无 功协调优化控制
协调控制体系包括
区域关 口指令
区域关 口指令
区域关 口指令
区域1 自治控 制策略
区域2
...
全局控制器：全局优化
区域n
局部控制器：区域自治
CVR
DG目标
DG
VVC
实时负荷 数据 实时态 电网 电网物理约束 半定规划求解 关口功率指令 末端电压指令
主动配电网导论
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
智能配电网的特点
集中式发 电和分布 式发电并 行 电网环网运 行，交直流 混合电网 消费者正 在变成发 供者
储能装置
高峰时峰 谷差加大
电动汽车 正在快速 出现
分布式发电在输电网中产生双向潮流
• 当分布式可再 生能源发电达 到一定比例时， 不仅在低压侧 会出现双向潮 流，在中压测， 甚至在高压侧， 也会出现双向 潮流。
Source: [2] “Equipment for Feeder Automation - Recent Trends in Feeder Automation Seminar” IEEE PES Miami Chapter Miami, Florida June 2, 2005, John McDonald, KEMA, Inc.
– 各种通信技术
• 光纤、无线网络、电力线载波 和卫星 • 以太网
• 低压直流配网、电力电子设 备
主动配电网中可控资源
• 光伏发电、风电
– 有功一般不能调节，特 殊情况下，可向下调节
– 无功功率可调，可参与 电压控制
• 电容、电抗、调压变 压器、静止无功控制 器
– 无功电压控制
• 生物质发电、地热、 三联供机组
• 以电缆代替架空线 • 配电线路建在路边，远离树 林 • 以补偿接地代替隔离接地 • 把10KV电压等级提高到20KV • 简化主变和高压电网的拓扑 结构 • 增加调压器和有载调压变压 器
• 灵活有效的二次系统
– 重合闸和断路器 – 快速切换开关 – 中压馈线、二次变电站和低 压电网的监测：
• 除了传统的电压、电流监测， 还要增加温度传感器，门位置 传感器和各种类型的可视化传 感器以增强资产管理能力 • 电能质量监测仪，故障记录仪， 配网PMU和局部放电监测设备 等
四：主动配电网的主动服务
主动规划分布式电源接入点 提供用户接入能力的分析
分布式 能源接 入
提供短期电力定制 短期提升供电品质
短期定 制电力
服务 能力
多能源 利用
用户 互动
需求响应 辅助服务 全面的互动互惠
冷热电联供 能效管理
五：用户的主动响应
需求侧响应不仅仅是电网 发电负荷平衡的手段 仅仅依靠电力工业不可能完全解决能源 问题，必须鼓励用户主动参与
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
消除区域内扰动，跟踪全局优化目标
接收由全局控制器发来的关口有功。功率因数、馈线末节点电压等指令， 通过对控制区域内有功、无功与柔性负荷的调节，修正区域内运行工况 与下发指令的偏差
策 略
多能源系统联合运行优化控制
针对主动配电网中多种能源时空特性的互补特征，对分布式发电、冷热电 三联共机组、电压敏感负荷、需求侧响应（激励响应负荷）、电力储能 （含电动汽车）、蓄热和蓄冷设备进行协调优化,实现多能源系统的联合 优化运行与风险平抑。
• 作为区域能源管理中 • 在主动配电网中，由 心对区域内的所有发 于分布式电源的引入， 电资源进行主动控制。 传统的从主变到负荷， 电压依次降低的格局 • 充分利用主动配电网 将被打破，电压波动 中的“冷热电”三联 加剧 供、分布式储能、电 压调节负荷、需求响 • 无功电压控制在主动 应负荷生物质发电平 配电网中尤为重要 抑光伏发电的随机性、 • 需要充分利用各种电 波动性，通过与电网 网无功控制设备和分 态势的密切互动，实 布式发电的无功控制 现可再生能源的消纳。 能力，进行协调控制
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
分布式发电在低压电网产生过电压问题
高渗透率可再生能源发电要求系统具备比较 高的灵活性
2012年，德国的光伏发电量占年总发电量的%5， 但是 光伏发电功率与负荷之比有时却高达50%。
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
中压配网
低压配网 0.4kV
负荷
负荷聚合体 发用聚合体
风力发电 储能
MG 微网
使市场的经营者； 主动配电网的目标是在确保电网运行 可靠性和电能质量的前提下，增加对 现有配电网对可再生能源发电的容纳 能力。
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售电公司
发电聚合体
光伏 冷热电三联供
主动配电网的三大要素与相互关系
为什么要发展主动配电网: • 气候变化 • 服务质量 • 监管 主动配电网 资产管理 保护和控制 自动化 信息通信技术 电 力 市 场 （ 动 态 电 价 ）
• 故障管理
– 对高可靠性用户，推广自愈技术 – 抢修管理系统与调度自动化、用户管理系统的集成 – 分岛运行：充分利用利用分布式电源
• 继电保护管理
– 继电保护定值的在线整定 – 适应于主动配电网的新型保护系统
• 供电质量管理
故障管理缩短故障停电时间
SAIDI (system average interruption duration index) SAIFI (system average interruption frequency index)
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：
主动
主动 适应 规划
运行目标
主动 服务
主动 管理
可控资源（电源）
高电能品质
分布式能源 冷热电联供 储能系统
装置和 系统
主动
参与
高运行可靠性
清洁能源的高 渗透率 为主网提供电 能与备用服务
主动
控制
可控资源（用户）
需求响应
电动汽车
14
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
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
现有配 电网
变电站
现有配 电网
规划
智能配 电网
变电站
现有传统保护/ 开断装置 新的智能保护/ 开断装置
分布式电源
新型配电设备 控制器电容器
新的配电线路馈线
变电站
变电站
智能配 电网
基于多重信息的空间负荷预报技术
空间负荷预报技术是高品质 配电网规划的基础。与只关 注系统负荷数量增长的传统 负荷预报相比，空间负荷预 报除了关注负荷数量的增长， 更加关注负荷在何时何处增 长。空间负荷预报在长达20 年的时间跨度内，对住宅小 区、馈线及系统的年度峰值 负荷进行预报。这些预报结 果可用于确定新增配电设施 （变电站、馈线、变压器等） 的最佳位置。空间负荷预报 基于小区人口数据、历史负 荷和气象数据、土地使用情 况和地理信息。
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