主动配电网技术发展趋势

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1主动配电网的构成及其特点

主动配电网主要由分布式电源、负荷、储能系统及控制装置组成（如图1所示）。相比于大电网，主动式配电系统体现为一个可控单位，可以实现系统的自我控制、保护、管理等功能，充分补充了传统配电网的不足。在ADN中，分布式电源（DistributionGeneration，DG）的接入改变了传统配电网的潮流特性、供电结构等。传统配网是由统一的供电电源实现功率的单一方向传送，引入分布式电源后，功率实现了双向流动，即在同一线路可能出现逆向潮流，从而电压的分布规律也随DG的接入发生变化。分布式电源的接入改善了传统配网的运行方式，使电网可以更为高效、可靠地运行。这一方面缓解了化石燃料发电造成的环境污染，另一方面大大增加了电网备用容量，减少了电厂建设规模，进而减小电能传输损耗，同时DG还可在孤岛运行的情况下继续向重要负荷供电，提高了大电网的整体安全性。综上，区别于传统的被动型配网，主动式配网的主要特征体现在以下2个方面：

1）主动式配网有相当比例的分布式可控资源，未来电网发展中这种可控资源的比例还将继续扩大；

2）电力电子设备的大量应用，使得主动式配网的网络拓扑结构可以灵活调节，在建立实现协调优化管理的控制中心必不可缺，其可管可控水平将更为完善。总之，主动配电网的供电性能更加优越，供电可靠性大大提高，是应对现代配网新问题的有效途径。

2主动配电网的关键技术

传统配网中电力潮流服从单一方向流动，其系统结构和控制方式也都遵循能量的单向流动。但是主动配网中DG的接入和储能技术的发展，让这些分布式能源积极参与网络运行的调度，使配电网朝着双向化、智能化的方向发展。

2．1ADN的综合规划技术

传统的配网规划方法没有考虑接入分布式电源后配网可能出现的问题，其所规划的网络过于陈旧，不能充分利用各项资产。高品质的主动配电网规划必须综合考虑传统的一次网络设备、新型的智能保护开断设备、分布式能源（发电和储能）、新型配电设备（电抗器／电容）和用于构成环网的新增配电线路／馈线的综合影响。目前，针对ADN的规划研究已取得不少突破，如综合考虑可靠性、线损、投资成本及间歇性可再生能源不确定性的动态ADN规划模型；基于进化算法并结合多场景分析，对不确定因素进行统一模型集成的规划方法等。

2．2ADN的分层管理、分布调控技术

主动配电网的优势主要体现在分布式能源对网络运行调度的参与，而不是传统配网的简单连接。主动配电网的管理结构主要分为三层：首层采用就地控制策略，实现分布式电源、并联电容器及保护装置的快速控制；第二层采用微网、Cells等区域协调控制体系，主要负责协调区域内第一层控制装置；第三层是主动式配电网管理系统的最高级，可以实现全局的最优控制。第三层是ADN的核心部分，其主要功能包括分布式电源的最优控制、潮流优化管理、电压质量控制等。配电管理系统通过收集电网的开关状态、网络拓扑结构、分布式能源DG运行工况等实时网络状态信号，通过全局优化管理系统计算出满足各项约束条件的有功功率及无功功率的最优化。第二层的区域协调控制功能实现对首层和第三层的协调。

2．3ADN的运行控制技术

要想实现主动式配网的高品质运行，自动化孤岛的有机集成和多重GIS系统是必不可少的技术基础。主动式配网的运行控制离不开高度的信息集成。数据通信主要依靠分布式更新技术的支撑；服务平台则依托面向ADN的高性能计算机技术，以满足ADN运行所需的大数据处理要求；智能应用主要依靠基于AMI数据挖掘的时空负荷预测技术和基于物联网的输变配设备远程诊断技术。ADN综合利用这些技术，最终达成其高效运维优化的目的。

作者：杨晓东 钱松辉 姜伟 南仁杰 单位：沈阳农业大学 葫芦岛供电公司 蒙东松山区供电有限公司 锦州供电公司