分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战

介绍了分布式发电、微网与智能配电网的基本概念和发展趋势,从分布式电源大规模接入的角度重点分析了分布式发电技术和微网技术对智能配电网的影响以及应重点关注的技术问题。分布式发电技术有助于充分利用各地丰富的清洁可再生能源,但分布式电源大规模的并网运行将会对电力系统的安全稳定和调度运行带来一定影响;微网技术通过不同层次的结构为各种分布式电源的并网运行提供接口,是发挥分布式电源效能的有效方式;智能配电网则可通过对微网的有效管理实现分布式电源的灵活接入与整个电力系统的安全、可靠、经济运行。最后,通过对三者的分析对实现智能配电网的思路与技术手段提出建议。     

分布式电能存储技术的应用前景与挑战

介绍了分布式电能存储技术的发展情况,总结了分布式电能存储技术的应用场景,并从应用于配电网、微电网、可再生能源接入、用户侧4个方面进行详细分析,最后从储能性能、成套技术、协调控制、优化运行、规划设计、电力市场以及政策等不同层面探讨了分布式电能存储技术推广和发展中需要研究和解决的问题。     

微电网技术在主动配电网中的应用

将诸多种类分布式电源、储能装置以微电网形式接入配电网中并网运行,形成其与配电网、负荷之间能量与信息双向互动的多元互补智能发配用电网络,实现配电网对分布式能源的主动控制与管理,是智能电网中主动配电网的发展趋势和最佳运营模式。以主动配电网和微电网群为研究对象,对微电网接入主动配电网后的网架结构、规划设计、控制方案、运行模式、综合效益等问题进行了阐述,分析了应用微电网技术为主动配电网带来的优势,并给出了微电网技术在主动配电网中应用所需开展的研究方向。     

辐射型主动配电网的自适应方向保护方案

为了适应辐射型主动配电网对保护的要求,提出了一种基于方向闭锁原理的自适应保护方案。根据配电网的树状结构特征定义了参考方向整定规则,并配合闭锁方向规则,实现保护原理对于线路和母线等故障元件的自适应性。在配电网重构后,通过拓扑分析完成参考方向的自动配置,实现对于动态重构的适应性。针对主动配电网中包含较多可再生能源的特征,以及孤岛运行模式的需求,采用全阻抗继电器作为启动元件以提高保护的灵敏性。针对主动配电网中易于出现的弱电源问题,利用联跳提高弱馈侧保护的动作可靠性。以实际配电网作为算例验证了方案的有效性。所提保护方案能够为主动配电网提供一种简单、经济和可靠的主保护方案。     

分布式光伏发电与主动配电网的协调发展

首先介绍分布式光伏发电的基本概念和特点,并分析了分布式光伏发电接入可能对配电网产生的不利影响,以及传统配电网对分布式光伏发电推广应用的制约;在探讨如何利用主动配电网(active distribution network,ADN)技术解决分布式光伏发电接入问题后,对主动配电网的一些关键技术进行了分析和总结;最后介绍了分布式光伏发电与主动配电网几个典型的应用领域,并强调了二者在政策规划、技术规范和实验示范等方面协调发展的重要性。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

智能电网、智能配电网与智能微网

介绍了智能电网的起源及主流定义、智能配电网的特点以及微网的来源及现在的发展。通过综合分析,理清了智能电网、智能配电网与智能微网之间的相互关系。     

配电网韧性及其相关研究进展

极端自然灾害的日益频繁发生和由此造成的大规模停电经济损失,使配电网的灾害应对能力得到了广泛关注。为了评估配电网应对极端自然灾害的能力,配电网引入了韧性的概念。在综述配电网与相关工程领域韧性研究文献的基础上,介绍了配电网韧性的概念和内涵,通过与可靠性的对比和与输电网连锁故障的类比,阐述了韧性对配电网的意义。随后,介绍了配电网韧性的评估矩阵,给出了用于规划和调度的韧性定量指标,并提出了提升配电网韧性的规划和调度措施。最后,针对现有研究的不足,指出了当前配电网韧性的关键问题和可能的研究方向。     

主动配电网及其关键技术研究

主动配电网作为配电网发展的高级阶段和智能配电网建设的重要环节,采用主动策略能够高效消纳大规模间歇式能源,与大电网形成互补,是实现我国电源结构调整和电力企业可持续发展的关键。探讨主动配电网技术的内涵,在与被动配电网对比分析的基础上,构建了主动配电网整体架构,从运行控制、市场运营和规划设计3个方面分析主动配电网的关键技术,提出了建设主动配电网的发展策略,为我国主动配电网技术的发展和推广提供了参考。     

主动配电网的国内技术进展

正主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)是智能配电网的高级阶段技术形态,其基本定义和构成目前已得到国际学术界与业界的广泛认可。主动配电网在理论与技术方面的研究方兴未艾,仍存在一些亟待解决的关键问题需要研究探讨。2008年国际大电网会议(CIGRE)配电与分布式发电专委会(C6)的C6.11项目组在其研究报告中提出了"主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)的运行与发展"研究主题,     

主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响评估

主动配电网的提出为分布式电源的高渗透率接入提供了有效的解决方案,控制运行方式的改变使得主动配电网运行模式下微电网的运行与传统微电网有所出入,分析了主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响,构建元件的可靠性模型,探讨了基于蒙特卡罗模拟的含微电网的主动配电网可靠性评估方法,并对改造后的IEEE RBTS系统进行可靠性评估,对比分析在不同情境下的系统可靠性。算例的评估结果表明,微电网在主动配电网的运行模式下更能提高其可靠性。     

未来主动配电网中的新型数据驱动应用:技术,展望与挑战

基于目前智能电网的发展现状,探讨未来主动配电网中(active distribution networks,ADN)的新型数据分析技术与应用。首先概括介绍了当前主动配电网的现状与发展趋势,接着介绍了在未来智能主动配电网中可能起到重要作用的若干数据分析关键技术。基于此,对未来主动配电网中的一些新型数据驱动应用进行了展望,并对其在实际实施中的挑战进行了讨论。     

A Review of Active Management for Distribution Networks: Current Status and Future Development Trends

Abstract

Driven by smart distribution technologies, by the widespread use of distributed generation sources, and by the injection of new loads, such as electric vehicles, distribution networks are evolving from passive to active. The integration of distributed generation, including renewable distributed generation changes the power flow of a distribution network from unidirectional to bi-directional. The adoption of electric vehicles makes the management of distribution networks even more challenging. As such, an active network management has to be fulfilled by taking advantage of the emerging techniques of control, monitoring, protection, and communication to assist distribution network operators in an optimal manner. This article presents a short review of recent advancements and identifies emerging technologies and future development trends to support active management of distribution networks.     

主动配电网优化技术研究现状及展望

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。介绍了ADN的概念和内涵,从规划和运行2个方面总结了ADN优化技术的国内外研究现状和关注重点,并从"源-网-荷"互动的综合优化、多周期优化及其协调配合、分层分布式优化策略等3个角度对其未来的发展趋势进行分析和梳理。     

主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。     

主动配电网与主网协调调度

主动配电网（active distribution network, ADN）拥有更多的调度自主权,能够主动管理分布式发电机、储能设备以及主动负荷,实现配网的高效运行。主网与配网调度结果相互影响,因此在制定ADN优化调度方案时,除了考虑自身的运行成本,还应该兼顾与主网之间的协调问题。该文设计配网与主网实时信息交互模式,对主动负荷和储能设备进行建模分析,提出基于实时电价的协调调度模型;并针对该调度模型,提出并行优化算法,通过对连接配网的IEEE 9节点系统进行仿真,验证了模型及求解算法的有效性;最后,分析比较了需求侧响应、储能设备和联络线功率上限对调度结果产生的影响。     

主动配电网技术特性及评估指标体系

主动配电网作为一种"源-网-荷"相互协调的新三元结构配电网,是未来解决分布式能源大规模高渗透并网的主要技术手段。重点研究了主动配电网的整体架构和主要特征,阐述了主动配电网的技术理念。在此基础上系统和完整地提出了主动配电网的评估指标体系,包括:间歇式能源并网特性指标、主动配电网控制特性指标以及主动配电网运行特性指标。这些指标对主动配电网的"原因-过程-结果"进行了具体的量化评估,对于主动配电网技术路线和实施方案的选择具有重要的指导意义和参考价值。     

主动配电网的6个主动与技术实现

提出了主动配电网(active distribution networks,ADN)的6个主动,即电网公司侧的主动规划、主动管理、主动控制与主动服务及用户侧的主动响应和分布式可再生能源发电侧的主动参与。在电网公司侧,强调对分布式可再生能源进行主动规划、对分布式发电进行主动管理和控制、对上级电网和用户提供主动服务。电网公司的主动规划、主动管理和主动控制可以在确保电网安全稳定运行的条件下,增强对分布式可再生能源发电的消纳能力;主动服务可以为配电网创新商业模式、扩展业务领域提供新的机遇。在用户侧,强调广大用户在力所能及的范围内,承担节能减排的责任,积极响应各种不同形式的需求侧激励措施。在分布式可再生能源发电侧,应充分考虑分布式发电机组对电网的影响,强调发电机组应积极采用有功功率控制和无功电压调节技术,主动参与电网的调度运行。基于上述分析讨论了主动配电网的技术实现,包括规划运行一体化的规划技术、充分考虑高渗透率光伏发电接入的运行控制技术、鼓励用户积极参与节能减排的需求侧响应技术和分布式可再生能源的功率控制技术。     

主动配电网保护控制的设计与研究

主动配电网是智能配电网发展的高级技术阶段,是具备组合控制各种分布式电源、储能、可控负荷以及具备需求侧响应能力的配电网络。该文对主动配电网的构成进行了简要介绍,探讨了主动配电网自身的特点及其对保护控制系统的要求,在此基础上提出了面向主动配电网的控制保护系统的整体架构,并对主动配电网保护控制中的关键技术即运行控制技术、并网点与配电网相结合的保护技术以及直流配电网保护技术进行了阐述。