主动配电网的分布式电源优化规划方案研究

主动配电网(ADN)模式是一种可以优化利用分布式能源资源的技术解决方案。在评估主动配电网的分布式电源接入方案时，计及分布式电源的发电效益成本以及其对电网运行影响的基础上，考虑分布式电源的减排指标，构建主动配电网低碳优化目标函数模型。在各指标权重赋值时，为避免造成人为主观性过强，根据1-9标度法，通过一致性校验形成判断矩阵，得到合理的权重系数。其次，为体现各指标变化趋势并具有一定区分度，采用隶属度函数对各指标值进行隶属化，将各自的效益值隶属化后与对应的权重加权。最后，基于遗传算法对IEEE14节点算例开展方案分析，得出分布式电源的优化规划方案，结果表明所提出的低碳优化模型合理有效。  

主动配电系统可行技术的研究

传统配电网的规划设计方法和运行控制模式无法适应高渗透率分布式能源(distributed energy resources，DER)的接入。基于信息与通信技术及高级量测设备的主动配电网(active distribution network，ADN)为高渗透率DER的接入提供了一种解决方案。概要分析DER接入对传统配电网的影响，以此说明发展ADN的必要性；介绍ADN的基本概念、相关的研究动态、传统配电网与主动配电网的差异及研究成果；基于技术经济可行性的观点，总结适应ADN发展的可行技术。随着各种可行技术的进步，ADN 不仅可以平衡配电层级的功率，还可平衡配电层级与上级电网之间的功率，ADN将成为局部区域能源交换的基础设施。  

主动配电网的一体化设计方法

介绍了主动配电网(ADN)的定义和主要特征，阐述了主动配电网的新技术和设计要素，对主动配电网进行一体化设计的必要性和可行性，提出了主动配电网的一体化设计方法。提出了一体化设计方法，采用“分步推进”和“一步一反馈”的渐进优化设计流程得出最终设计方案。将主动配电网的一次接线模式、分布式电源接入、数据采集、通信系统、继电保护、配电网自动化、运行调度和设计方案实施条件等各个方面纳入到一体化设计中。详细介绍了一体化设计方法的设计流程。  

主动配电网技术及其进展

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。文中重点研究了主动配电网的定义及其特征,分析了主动配电网的研究现状及其关键技术,包括:含间歇式可再生能源及储能装置的主动配电网综合规划技术、基于配电网主动机制的分布自治与全局优化相结合的协调控制技术、功率及能量灵活可调的主动配电网全局优化能量管理技术以及主动配电网多目标经济性评估等。  

基于混合智能粒子群算法的广义电源主动配电网优化配置

研究广义电源接入主动配电网的优化配置问题。提出一种电压偏差指标。建立综合考虑投资经济效益、电压偏差及污染气体排放指标的多目标优化配置模型。提出一种混合智能粒子群算法，在优化过程中引入快速非支配排序策略、精英保留策略和拥挤距离计算策略以改善其全局搜索能力。对IEEE-33节点、PG&E-69节点配电系统进行计算，分析在不同负荷水平下各指标的变化情况，研究负荷变化时广义电源的最佳配置。研究表明，广义电源的接入与合理配置能够有效提高投资运行效益和系统电压稳定性，同时说明该方法能够保证配置方案的多样性和多目标优化过程的寻优性。  

主动配电网优化调度策略研究

主动配电网的优化调度策略是主动配电网实现经济及安全运行的重要保障,也是主动配电网对于分布式能源实施主动管理的核心技术。文中提出了一种考虑主动配电网特性以及分布式能源特性的优化调度模型,该模型以一个完整调度周期的运行成本最低为目标函数,以可控分布式能源以及联络开关作为控制手段,考虑不同时段电价以及联络开关调整对于运行成本的影响,并确保储能系统在整个调度周期的能量守恒以及容量约束。此外,针对所提出的主动配电网优化调度模型,提出了基于智能单粒子优化算法(ISPO)的求解方法,通过对粒子的位置表达形式以及粒子位置更新过程的改进,实现完整调度周期内复杂的主动配电网优化调度策略求解。最后,算例的计算结果验证了主动配电网优化调度模型及其求解算法的有效性。  

适用主动配电网的差动保护方案研究

为了解决主动配电网双向潮流对电缆型配电网保护影响，分析了DER接入电缆型配电网对保护带来的问题，提出了适用于主动配电网的差动保护方案。差动保护方案配置集中式线路差动与就地式母线差动保护，适用于电缆线路的配电自动化。DTU采用内置以太网通信技术，采用专用光纤通道“手拉手”连接。基于光纤通道实现DTU数据同步，DTU进出电流传输至集中式差动保护装置，由集中式差动保护装置实现配电网线路保护，DTU就地实现环网柜母线保护，能很好地满足电缆线路ADN接入DG对保护的要求。设计开发了相应的DTU及集中式差动保护装置，应用在实际的电缆线路ADN系统，具有很好的应用前景。  

面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略

基于主动配电网的发展潮流,提出一种面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略及其预防控制系统。首先构建配电网最大供电能力评估指标,并通过变步长的重复潮流算法对配电网当前运行方式下的最大供电能力指标进行在线评估;随后,基于该指标提出配电网的主动重构策略及其预防控制系统,在最大供电能力指标低于安全警戒线时,以最大供电能力指标和最小开关操作次数为多目标对配电网进行主动优化重构,以保证配电网全天候的安全可靠运行;最后,以IEEE 33节点配电系统为例证明了本文所提面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略及其预防控制系统的可行性和有效性。  

主动配电网用户侧能量管理系统设计与实现

针对配电网中分布式能源随机波动性和不可控的特性，提出了用户侧主动配电网能量管理系统建设方案。集分布式发电、储能装置、负荷等可控设备，结合电网侧指导电价，以减少费用经济运行为目标，实现间歇式能源的消纳及优化和电网的削峰填谷功能。分析了系统需求和应具备的功能。介绍了系统控制策略、系统架构以及软件设计方案。示范工程已在广东佛山成功应用，其实测数据对所设计控制策略进行了验证，说明了其良好的优化效果。  

主动配电网规划关键问题与研究展望

面对资源环境压力与节能减排的双重压力,电力工业亟待低碳转型。主动配电网(ADN)有机整合先进信息通信、电力电子及智能控制等技术,为实现分布式可再生能源大规模并网与高效利用提供了一种有效解决方案,对支撑低碳经济发展具有重要战略意义。本文首先简要介绍了ADN的技术特点及内涵理念;其次,结合国内外相关示范工程,阐述了ADN的技术可行性及其低碳潜力;在此基础上,重点对ADN规划问题进行探讨:通过与传统配电网及微电网技术进行对比,提出了ADN规划一般性框架;基于国内外研究现状,从电力负荷预测、规划资源特性、集成设计模式、优化规划方法及成本效益分析等5个方面提出了该领域的关键问题和未来主要研究方向,并深入分析了其中的研究难点;最后,对研究思路及技术路线提出了相关建议。