主动配电网新技术
供电安装工程十项新技术(3篇)
第1篇随着科技的不断进步，供电安装工程领域也在不断创新和发展。
以下列举了十项在供电安装工程中应用的新技术，这些技术不仅提高了工程效率，还增强了供电系统的安全性和可靠性。
一、智能电网技术智能电网技术是供电安装工程中的核心技术之一。
它通过信息通信技术、自动控制技术、电力电子技术等手段，实现电力系统的实时监测、智能调度、优化配置和高效运行。
智能电网技术的应用，使得供电系统更加智能化、自动化，提高了供电质量和供电可靠性。
二、光纤通信技术光纤通信技术在供电安装工程中的应用，主要是通过光纤通信网络实现电力系统的数据传输。
与传统电缆相比，光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点。
在供电安装工程中，光纤通信技术的应用可以有效提高电力系统的通信质量，降低通信故障率。
三、物联网技术物联网技术是将各种信息传感设备与互联网连接起来，实现物体与物体、人与物体之间的智能交互。
在供电安装工程中，物联网技术可以实现电力设备的远程监控、故障诊断和预防性维护。
通过物联网技术，供电企业可以实时掌握电力设备的运行状态，提高供电系统的稳定性和可靠性。
四、高压直流输电技术高压直流输电技术是一种新型的输电方式，与传统的交流输电相比，具有输电距离远、输电容量大、线路损耗低等优点。
在供电安装工程中，高压直流输电技术的应用可以有效提高电力系统的输电效率和供电能力。
五、储能技术储能技术是将电能转化为化学能、机械能等形式，在需要时再将能量转化回电能的技术。
在供电安装工程中，储能技术的应用可以有效解决电力系统的峰谷差问题，提高供电系统的稳定性和可靠性。
同时，储能技术还可以应用于可再生能源发电，实现电力系统的绿色低碳发展。
六、超导技术超导技术是一种利用超导材料在低温下实现零电阻输电的技术。
在供电安装工程中，超导技术的应用可以有效降低输电损耗，提高输电效率。
此外，超导技术还可以应用于电力设备的制造，提高电力设备的性能和可靠性。
七、节能环保技术节能环保技术在供电安装工程中的应用，主要是通过采用高效节能设备、优化供电系统运行等方式，降低供电系统的能耗和污染排放。
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。
主动配电网技术体系设计
特别策划S p e c i a l F e a t u r eDISTRIBUTION & UTILIZATION 供用电33统的被动配电网对分布式发电并网不仅缺乏系统能量消纳的考量，而且对因并网产生的系列技术影响无能为力，这种效应称为“即插即忘”（Plug and Forget）。
在分布式发电并网规模较小、发电容量相对可忽略的情况下，由于配电网本身具备一定的冗余性，这种即插即忘的效应影响力有限。
但对于大规模并网而言，传统配电网无法适应并网的需求，其运行的可靠性和稳定性面临挑战。
在此形势下，主动配电网作为配电网发展的高级阶段，以主动控制机制为主要技术特征，具有高度的灵活性、可靠性、环保性和经济性，能够实现大规模间歇式能源在配电网层面的高效消纳，成为当前传统的被动配电网发展的必然选择[1,2]。
不同分布式发电规模意味着并网的渗透率不同。
高渗透率分布式发电对配电网的影响可分三个方面来思考：一是高渗透率分布式能源作为配电网的一种新电源方式，应从提高配电网经济性出发，考虑其可用率，为提高配电网规划效率提出新的方向；二是分布式发电的并网对配电网的电压稳定、继电保护、故障定位、能量管理等方面产生重大影响；另外光伏发电、小水电等间歇性为特征的能源方式也对配电网产生间歇性的波动影响，必须建立相应的并网技术进行控制和管理；三是随着分布式发电端的大量并网出现，未来将出现购售电双方角色变换，甚至出现能量投资或运行商，市场运营模式将面临新的变革。
针对配电网发展面临的三大挑战，在被动配电网（PDN）向主动配电网（ADN）过渡以及配电管理系统（DMS）向主动配电网管理系统（ADMS）过渡的过程中，综合规划设计技术、运行控制技术和灵活运营技术共同构成了主动配电网的技术体系，如图1所示。
主动配电网综合规划设计分布式能源消纳模式从分布式能源能量流的角度分析，随着渗透率的逐步增加涉及到用电管理、运行控制和能量优化三个层面，分别对应点消纳、线消纳和面消纳三种消纳模式，其能量流如图2所示。
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随着我国电力行业的不断发展和电力需求的不断增加，传统的电力系统已经不能满足人们对电力的需求。
一种新型的电力系统——主动配电网应运而生。
主动配电网是指通过新能源、储能技术以及智能化技术，为用户提供可靠、高效、可持续的电力供应。
微电网技术作为主动配电网中的重要组成部分，正发挥着越来越重要的作用。
微电网是一种小型的能源系统，由多种分布式能源、储能设备和负荷组成，能够在与传统电网相互连接或者独立运行的情况下，提供可靠的电力供应。
微电网技术正是基于这种理念而产生的，其在主动配电网中的应用已经具有了非常重要的意义。
微电网技术能够有效提高主动配电网的供电可靠性。
在传统电力系统中，一旦系统出现故障，往往会导致大范围的停电，给用户带来严重的影响。
而微电网技术可以将传统的大型电网划分成许多小的微电网，每个微电网都可以独立地运行，当一个微电网发生故障时，其余的微电网仍然能够继续为用户提供电力供应，从而提高了整个系统的供电可靠性。
微电网技术能够有效提高主动配电网的能源利用率。
传统的电力系统大多依赖于传统的火力发电和水力发电，这些能源的利用率相对较低，而且会对环境造成不利影响。
微电网技术通过引入新能源和储能设备，可以更好地利用太阳能、风能等可再生能源，提高能源的利用率，降低能源的消耗，减少对环境的污染。
通过微电网技术，主动配电网可以更好地实现清洁能源的利用，推动我国能源结构向清洁、低碳的方向转变。
微电网技术能够提高主动配电网的自动化程度和智能化水平。
微电网系统可以配备智能监测设备、智能控制系统等智能化设备，在实时监测电力系统运行状态的可以对供电设备进行智能控制，实现对电力系统的自动管理和优化调度。
通过智能化技术，微电网可以更好地适应不同用户、不同需求的电力需求，提高电力系统的灵活性和响应速度，提供更为个性化的电力服务。
微电网技术能够显著改善主动配电网的电力质量。
传统的电力系统由于受到各种外界因素的影响，往往会出现电压波动、频率波动、谐波扰动等问题，给用户带来不稳定的电力供应和质量不佳的用电服务。
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
主动配电网技术及其进展 庄强
主动配电网技术及其进展庄强摘要：目前，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也突飞猛进，科学技术的发展也有了很大的进步。
电力行业的迅猛发展与用电负荷的飞速增长，人们对供电的质量与稳定性提出了更高的要求。
而配电网作为与用户直接相连的一环，其运行状态直接关系到供电的可靠性，因此提高配电网数据的实时性与精确性至关重要。
基于此，配电管理系统（ＤＭＳ）得以迅速发展。
然而由于种种原因，配电网只在变电站母线和一些重要的支路上装有实时量测装置，大量数据需通过伪量测来补充，这些低精度的数据难以满足ＤＭＳ的要求，需要状态估计（ＳＥ）来提供可靠的数据。
状态估计能充分利用大量低精度的伪量测，并通过数值分析的方法解决非线性规划问题，从而获得系统的实时状态。
一个好的状态估计算法对配电网安全稳定运行具有重要意义。
关键词：主动配电网；技术；进展引言主动配电网通过主动调度可调度资源达到配网的经济、安全、可靠、高效的运行;随着分布式电源在主动配网中渗透率越来越高，在市场环境下，负荷也从传统的被动负荷转向具有响应能力的主动负荷，将需求侧资源纳入主动配网的调度中可以提高主动配电网消纳分布式电源的能力以及增加系统的经济性、安全性。
1重要性随着经济和电力的不断发展，全球范围的能源和环境面临新的挑战，各国都加大了对新能源以及电动汽车的研究力度，当前的配电网也同时发生着变化．国内近些年加强了对新能源分布式发电的研究，风电与光伏发电的研发建设主要在西部地区以及沿海地区，但占比小，绝大地区还是以传统发电。
国家电网与政府发布相关文件，以及全世界相关关键技术取得一定成果，分布式电源以及电动汽车产业不断发展．目前清华大学、中科院电工研究所等相关单位都着重于智能电网的研究并取得成就。
风能、太阳能这些可再生无污染的天然新能源得到重视，以风电、光伏发电为代表的分布式电源在分布式配电网中得到运用，传统的配电网，设计或运营所需考虑的不确定性主要来自于负荷，然而随着分布式发电电源可能性的提出，配电系统中供需双方都有其不确定的随机特征和耦合关系．配电网架构的灵活性，要求其拓扑结构也具有灵活性来满足智能电网需求，且应具有自动控制和优化运行的能力;随着智能电网的发展，电力系统由传统的“发输配售用”变为利用分布式电源和需求侧响应所聚合的能削峰填谷的协调系统，使源网荷灵活互动;微电网的形成，可最大化的利用可再生能源，并给予了配电网运行调控带来了更多的可能性和挑战;随着电动汽车的逐渐普及应用，其充电设施和储能设施也开始逐渐推广，同样也要求储能设备和电动汽车与配电网多方协调，这要求配电网需要建立在更先进的自动控制系统、智能通信技术及大数据处理等技术的基础上。
面向主动配电网的源-网-荷-储新型能源协调控制技术研究
−
f
( ( ) ) Qqref
=
Qkpq6re+f
=ksi6
kp6U+rekf si−6
U
U
ref
−U
（2） （3）
外环控制器：PQ控制
ud
Pgrid
1
uq
功
1+Ts
率
计
id
算
iq
Qgrid
1
1+Ts
Pref ∑
∑ Qref
Pmax
Kp+
Ki s
idref
Pmin
Qmax
Kp+
Ki s
iqref
Qmin
ESS 结构采用的控制模块是基于 V/f 的外环控制
器并网技术，能够实现并网逆变器的即时控制，从而
把控功率输出。
3 ADN“源网荷储”协调控制模式设计 本 研 究 设 计 的 ADN“ 源 网 荷 储” 协 调 控 制 技
· ２１５ ·
2021 年 3 月 25 日第 38 卷第 6 期
Telecom Power Technology
关键词：主动配电网；源网荷储；新型能源；协调优化
Research on the Coordinated Control Technology of Energy Source Network Load Storage for Active Distribution Network
WANG Jian, GAO Fei (State Grid Wuwei Power Supply Company, Wuwei 733000, China)
2021 年 3 月 25 日第 38 卷第 6 期
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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源侧运行控制模式
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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
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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
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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
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Standards
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VSC topology and control
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电压稳定性与无功支持
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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。
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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。
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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
运行状态
常态并网、 条件孤岛
主动配电网 企业电网
微电网
客户电网
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
会对参与无功功率调节控制的 DG在税收和其他辅助性的 服务方面提供优惠，这将激励 DG的拥有者参与到全系统 的电压控制中来。而这些综合化控制必须适应系统的操作 要求：
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1 2 3 4 5
• DG功率和换流器的限制
• 连接负荷、线路负荷以及接入位置
• 电压管理标准 • 含DG下的电压可靠性指标 • 含DG的等效网络模型
Grounding
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无功支持
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电压稳定性影响因素
主网无功
DG reactive 负载无功 power
有功功 率流
馈线电 压等级
31
4
总结和展望
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无功功率的协调控制对于主动配电网的稳定运行极 其重要，尤其是在高渗透率的配电网情况下， DG对电压
无功的调节要么强制实施要么引导应用。而且政府部门还
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主动配电网关键技术体系
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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。
2
对电压稳定、继电保护、故障定位、能量管理 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 商，市场运营模式将面临新的变革。
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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。
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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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[1]Majumder R. Aspect of voltage stability and reactive power support in active distribution[J]. 2013. [2]Samuelsson O, Repo S, Jessler R, et al. Active distribution network— Demonstration project ADINE[C]//Innovative Smart Grid Technologies Conf erence Europe (ISGT Europe), 2010 IEEE PES. IEEE, 2010: 1-8. [3] 尤毅 , 刘东 , 于文鹏 , 等 . 主动配电网技术及其进展 [J]. 电力系统自动 化, 2012, 36(18): 10-16.
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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。
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主动配电网的发展动态
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。
贵州主动配电网示范工程
反孤岛保护
保护定值自适应整定
ADINE 工程
电压协调控制
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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这就是综合接入DG
后的所有可能的电 压无功控制方式
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DG控制方式可以总结为以下三种 1 局部控制：利用DG对当地的电压进行控制管理
2 集中控制：基于规则的分布式发电系统的控制
3 基于模型的控制：将 DG 模型和可控性在优化过程中 相结合
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为了验证 DG 的接入对电压的影响，这里对一个简 单的例子进行仿真验证，其系统图如下：
下图表为系统参数 和各种故障的参数Fra bibliotek39/46
此图为在四种DG 输出和负荷情况下 ，系统的优化效果
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电压稳定指标
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网络损耗 由于分布式电源的接入，使得上游的功率流动减少， 导致了线路电流的减少，网络损耗自然下降 电压调整率
由于分布式电源的接入，给系统有无功功率的支持， 在同样负荷的情况下，节点的电压值变化幅度将变小
高效性
可持续性
微网 可靠 自治 主动 电网 电网 配电网
网络规模
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主动配电网的发展动态
欧盟FP6主 导 的ADINE(即active distribution network)示范工程，其核心理念是利用自动化、信息 、通信，以及电力电子等新技术实现对大规模 接 入 DG的 配 电 网 进 行 主 动 管 理 （active work management）。
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主动配电网灵活运营模式
主动配电网灵活运营模式
以光伏并网为例： 在用户处投建光伏发电，在满足用户需求的 基础上要求电网完全接受和消纳，实现自身利益 最大化。 用户要求接入光伏以降低用电成本，多余电 力则上送电网进一步获取利益。 此外，可能存在第三方能量管理企业对用户 内部进行能量优化管理。
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
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目
录
1 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
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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”。
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在能源危机加剧、环境恶化的背景下，对主动配
电网技术进行研究与应用将是未来电网的发展方向。我 们以这次课程宣讲为机会，向大家介绍了主动配电网的 相关概念、工程建设情况、发展动态与关键技术，并主 要介绍了主动配电网的电压稳定性问题。