主动配电网的基本概念及关键技术42页PPT
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主动配电网技术
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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
14/46
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
15/46
主动配电网运行控制
主动配电网 消纳机制
16/46
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。
37/46
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。
38/46
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
25/46
DG location
26/46
Standards
27/46
VSC topology and control
28/46
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。
44/46
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。
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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
14/46
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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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。
配电电网基础知识ppt课件
15
由于网络中既存在电阻这样的耗能元件，又存在电感、电容这样的储能元件，所以， 外电路必须提供其正常工作所需的功率，即平均功率或有功功率，同时应有一部分能 量被贮存在电感、电容等元件中。这就是视在功率大于平均功率的原因。只有这样网 络或设备才能正常工作。若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的。
12
视在功率：
在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积，称为视在功率（apparent power），记为S=UI。
显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，否则，
视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也就是说，视在功率不是单口网络实际
所消耗的功率。
为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA）或千伏安（KVA）
过载 线路所带负荷容量超过了线路的设计容量 在电气上无损的电路中发生的过电流
电能质量 频率：偏差允许值范围±0.2Hz 电压：偏差允许值范围±7%(10KV三相线路） 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）
10
正弦交流电路中的常用名词
频率与周期 周期 T: 正弦量变化一次所需的时间（秒） 频率 f: 1s内正弦量变化的次数 f＝1/T
为单位。
13
功率与功率因数
功率: 有功功率 无功功率 视在功率(S=U*I) 功率因数： cosФ = P/S 关系：P=S*cosФ Q=S*sinФ P2+Q2=S2
功率因数 在电路中，功率因数角是电流滞后电压的角度。 物理意义：对于设备来说，功率因数反映的是能量转换过程中有用功率占总功率 的比例。 举例：母线提供给电机的是视在功率；电机中转换为机械做功的部分是有功功率, 提供磁场的电流为无功电流。
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由于网络中既存在电阻这样的耗能元件，又存在电感、电容这样的储能元件，所以， 外电路必须提供其正常工作所需的功率，即平均功率或有功功率，同时应有一部分能 量被贮存在电感、电容等元件中。这就是视在功率大于平均功率的原因。只有这样网 络或设备才能正常工作。若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的。
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视在功率：
在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积，称为视在功率（apparent power），记为S=UI。
显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于平均功率，否则，
视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也就是说，视在功率不是单口网络实际
所消耗的功率。
为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA）或千伏安（KVA）
过载 线路所带负荷容量超过了线路的设计容量 在电气上无损的电路中发生的过电流
电能质量 频率：偏差允许值范围±0.2Hz 电压：偏差允许值范围±7%(10KV三相线路） 波形：正弦曲线（电压谐波含有率）
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正弦交流电路中的常用名词
频率与周期 周期 T: 正弦量变化一次所需的时间（秒） 频率 f: 1s内正弦量变化的次数 f＝1/T
为单位。
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功率与功率因数
功率: 有功功率 无功功率 视在功率(S=U*I) 功率因数： cosФ = P/S 关系：P=S*cosФ Q=S*sinФ P2+Q2=S2
功率因数 在电路中，功率因数角是电流滞后电压的角度。 物理意义：对于设备来说，功率因数反映的是能量转换过程中有用功率占总功率 的比例。 举例：母线提供给电机的是视在功率；电机中转换为机械做功的部分是有功功率, 提供磁场的电流为无功电流。
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主动配电网新技术
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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
5/46
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
6/46
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
8/46
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
18/46
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。
配电网的概念和特点.ppt
• 电缆线路配电网主要的接线模式
电缆敷设方式：
1）直接埋在地下的直 埋式 2）专用的电缆沟敷设 3）排管敷设 4）隧道敷设 5）水下敷设
✓电缆线路主要指直接埋设地下的配电线路。 ✓与架空线路相比，其受外界的因素影响较小。 ✓但成本高，投资费用大，故障地点较难确定，有时造成用户 较长时间停电。
• A. 单放射式接线
LGJ-120
306
LGJ-150
362
LGJ-185
415
LGJ-240
/
2980 3510 4010 4630
(5) 评价指标—容载比
➢ 容载比
我国《城市电力网规划设计导则》规定：各地区 城市电网规划设计中应根据现有统计资料和电网结 构形式确定合理的容载比，并推荐220kV变电所可取 1.8～2.35；35～110kV变电所可取1.6～1.9。
(4) 评价指标—负荷矩
➢ 负荷矩
《电力工程电气设计手册》规定：35kV输电线路的供电半 径为20-50km；110kV为50-150km；220kV为100-300km。并 给出了电压损耗为10%时各电压等级线路在使用不同型号导 线时，对应不同功率因数的负荷矩。(下表功率因数为0.95)
导线型号 35kV架空线路负荷矩 110kV架空线路负荷矩
• C. 三电源环网形（手拉手）接线
三个电源点之间每两个变电站由两条线放射形线路通过 联络开关相连接，构成环网，形成互相支援的格局。
• D. 四电源环网接线
✓ 其故障隔离与转带方法与三电源点环网接线相似。 ✓ 两个双电源环网之间通过两个联络开关分别相连，使4个
站所带的每一条线路除本站所在电源外，均可通过联络开 关与另几个电源点相连。
配电自动化课件ppt
分布式电源接入与控制
总结词
分布式电源接入与控制是配电自动化的重要发展方向之一，它能够促进可再生能源的利用和节能减排 ，提高配电网的可持续发展能力。
详细描述
分布式电源接入与控制技术能够实现可再生能源的并网运行和控制。通过与配电自动化系统的集成， 实现对分布式电源的智能调度和控制，提高可再生能源的利用率和配电网的运行效率。同时还能降低 对传统能源的依赖，减少环境污染，促进节能减排和可持续发展。
案例二：某企业配电网优化运行方案
总结词
节能、减排、经济
技术应用
该方案采用了基于实时电价的 智能调度算法，以及基于负荷 预测的优化调度策略。
详细描述
该方案通过优化配电网的运行 方式，实现了节能减排的目标 ，同时为企业节省了大量电费 。
效果评估
该方案的应用有效降低了企业 的能源消耗和碳排放，提高了
企业的经济效益。
配电网故障诊断与定位
总结词
配电网故障诊断与定位是配电自动化的重要功能，它能够快速准确地检测和定 位配电网中的故障，提高供电可靠性和安全性。
详细描述
配电网故障诊断与定位技术通过实时监测配电网的运行状态，快速识别和定位 故障区域。它利用拓扑分析、电流流向判断等技术手段，实现故障的快速定位 和隔离，减少停电范围和时间，提高供电可靠性。
02
配电自动化系统组成
配电自动化主站系统
01
02
03
主站系统概述
主站系统是配电自动化的 核心组成部分，主要负责 数据采集、处理、存储和 监控等功能。
主站系统硬件
主站系统的硬件包括服务 器、工作站、网络设备等 ，这些设备共同协作，确 保主站系统的稳定运行。
主站系统软件
主站系统的软件包括操作 系统、数据库、配电自动 化软件等，这些软件为系 统提供必要的软件环境。
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
9
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
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
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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
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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
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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。