主动配电网源-网-荷-储协调调度研究综述

主动配电网（active distribution network ,ADN）是通过对源、网、荷实施主动管理而提高分布式能源消纳能力和提升电网运行效率的配电系统。在主动配电网日益发展的大背景下,“源-网-荷-储”协调调度技术在主动配电网的发展中发挥了重要的作用,是促进新能源大规模消纳的核心技术之一。国内外学者针对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术开展了深入广泛的研究,取得了丰硕的研究成果。首先该文对主动配电网的特征进行了梳理;然后,从主动配电网需求响应技术、柔性负荷建模、协调调度机理、协调调度架构4个技术层面对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术进行分析归纳;最后,对主动配电网协调调度技术发展中存在的问题和前景进行了分析展望。     

基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网设计研究

大规模高密度分布式可再生能源的接入改变了配电网的原有形态,容易引发诸如线路过电压、设备过载、短路电流越限等问题,制约了可再生能源的进一步接入和消纳。主动配电网利用先进的电力电子、通信、储能等技术,对配电网中可控元件进行主动控制与管理,具有解决上述问题的潜力。文章以海宁尖山新区开展的"基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网试点工程"为背景,从现状分析、工程方案设计、项目意义等方面进行详细阐述。着重介绍该项目通过应用柔性互联、多端口电力能量路由器、储能系统、源网荷储协同控制等技术促进海宁尖山新区新能源消纳、提高新区供电可靠性与供电质量。该项目可以为相关主动配电网工程设计提供借鉴及参考。     

未来多源农村配电网安全与防护技术研究与探讨

未来含大量分布式电源(DistributedResources,DR)的农村配电网改变了传统配电网潮流单向特征,考虑了DR及多元化负荷的接入,由原来的"网-荷"双元结构变为"源-网-荷"三元新格局。分析了多源接入对农村配电网的系统可靠性、继电保护、开关设备、谐波、电压分布、三相不平衡、潮流分布与网损、系统运行人身和计量安全方面的影响。DR与配电网之间的交互特征主要体现在:DR如何通过电力电子设备安全灵活接入配电网、配电网如何有效应对大量DR的高占比接入。重点从DR接入农村配电网的主要形式、即插即用安全接入技术、配电网保护控制技术以及DR最佳选址定容安全设计技术方面进行了研究分析。     

配电云主站架构方案与关键技术

针对传统配电自动化系统主站功能扩展难、物联网设备接入能力不足、海量多源数据存储计算能力差的现状,应用云计算、大数据及移动互联网等技术,构建了适用于中低压配电网设备运维与接入需求的配电自动化大四区云主站系统。构建由商用组件、开源组件、自产实时监控平台组件构成的混合型省级配电云主站系统,构建省级配电网运行监控与运行状态管控类微服务和微应用,实现海量终端数据管理、设备管理、应用管理,满足业务功能分责、分权、分区管理支撑配电网调度与运维的总体要求,实现多类数据沉淀,为后期开展大数据分析决策类应用提供支撑。     

考虑多场景需求的配电网分布式储能多目标优化配置方法

针对配电网分布式储能系统优化配置问题，提出了考虑多场景需求的储能系统整体配置优化方案。首先，建立了储能系统接入配电网的经济性指标和技术性指标模型；其次，建立了源、网、荷侧不同应用场景下的优化模型并给出应满足的约束条件；再次，采用基于二阶锥的优化求解方法，将大规模混合整数非线性模型转换为混合整数二阶锥优化模型，提高了优化问题的求解速度；最后，基于某区域配电网储能系统配置具体问题，对源、网、荷侧多场景储能系统配置问题进行优化，并与源、网、荷统一优化方案对比，结果表明：提出的多目标优化配置方法可有效解决实际配电网储能系统配置问题。     

计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性评估

为解决分布式电源、配网自动化系统及柔性负荷等广泛接入后的故障恢复和可靠性计算复杂问题,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。源侧考虑分布式电源作用,建立了以最大化恢复等值负荷为目标的孤岛划分模型。网侧分析了配网自动化系统对网架联络、负荷转供的影响,并提出了基于浴盆曲线的设备故障率模型。荷侧考虑柔性负载,引入弹性系数矩阵对电价激励型柔性负载进行精确建模。最后,通过对传统可靠性计算的最小路法进行改进,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。通过仿真分析,说明了所提模型和方法的有效性。     

考虑源网荷储协同优化的配电网韧性提升策略

随着分布式电源的规模化接入,针对极端灾害引起的大规模停电事故难以采用传统的配电网故障恢复策略。首先,提出了极端灾害下考虑源网荷储协调优化提升配电网韧性的策略框架。其次,针对分布式能源出力的不可控性和时变性,建立了光储和风储系统模型(optical storage and wind storage system, OWS)。同时,考虑到负荷的价格需求弹性,建立了极端灾害下的负荷需求响应(load demand response, LDR)模型。再次,以负荷恢复的总价值最大为目标,考虑LDR补偿、故障抢修与网络重构过程中的网损成本,建立了考虑源网荷储协同优化的配电网韧性提升模型。最后,在改进的PG&E 69节点配电网系统算例中验证了所提策略的有效性,结果表明利用多能互补的特性进行源网荷储的协同优化有利于提高配电网的故障恢复能力。     

“能源互联网下的主动配电网源—网—荷—储协同规划、运行和控制研究”专题征文通知

正随着能源互联网建设推进和配电网市场化改革深入,主动配电网源—网—荷—储形态结构和运行特点已发生显著变化。从电源侧看,随着分布式风、光等清洁能源和冷、热、电综合能源大量接入,系统不确定性显著增强且多能流高度藕合趋势明显;从网络侧看,随着直流配网建设、     

主动配电系统协调控制与优化技术研究与应用

环保问题的日益严峻驱动着清洁能源的开发与利用,在不久的将来,分布式发电将高渗透并网,给配网的运行控制带来一系列挑战。本文将重点研究主动配电系统的源-网-荷协调控制架构和优化控制方法,实现分布式新能源在配电网的分层高效消纳,并确保配网的安全经济运行,解决配电网与分布式电源高渗透接入后的兼容性问题。最后通过主动配电系统协调控制技术的仿真计算验证其可行性和有效性。     

考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划研究综述

随着电力体制改革的全面深化,具有清洁性、智能性与竞争性的增量配电网应运而生。增量配电网不仅结构灵活,同时鼓励多种具有间歇性的分布式电源与新型负荷接入配电网侧。传统配电网的规划技术已难以适应源-网-荷均存在不确定性的增量配电网。基于以上现状,在考虑源-网-荷不确定性的前提下对增量配电网规划研究进行综述。分别从增量配电网中新型源-网-荷发展现状,适用于增量配电网规划阶段的不确定性分析方法和常见的规划研究方法等三个方面进行归纳分析。最后给出了考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划总结与未来展望。     

面向“源-网-荷-储”的主动配电网优化重构及协调调度研究

针对面向"源-网-荷-储"的主动配电网(active distribution network,ADN)的协调优化运行问题,首先提出了考虑分布式电源(distributed generation,DG)、电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入下的主动配电网日前协调优化运行模型。模型以1天24 h内的网络损耗为优化目标,考虑DG、BESS等的时序特性,基于多时段配电网络重构及BESS运行优化达到"源-网-荷-储"的协调优化。之后采用二阶锥规划(second order cone programming,SOCP)方法对模型进行求解。最后采用IEEE 33节点算例进行验证,分析了不同DG、BESS接入容量下,ADN协调优化运行结果。结果表明所提的协调优化运行模型能大幅降低系统网络损耗、提高系统的运行特性。     

计及新型源荷接入的配电网网格化规划

配电网中低压设备分布散、体量大、变化快，部分源端数据不统一，导致配电网网格化规划收资难度大，当前对计及新型源荷接入的配电网网格化收资和规划方法方面的研究不充分。分析了新型源荷接入对网格化配电网规划的影响，应用“网上电网”系统进行供电网格规划收资和薄弱环节识别；提出了考虑新型源荷接入的供电网格和供电单元的改进划分方法；构建了考虑网格化区域自治的新型源荷配电网多目标协调规划模型。规划实例验证了基于“网上电网”系统的配电网网格化收资方法能够有效提高收资效率，网格化规划模型可以综合提升新型源荷配电网的可靠性和经济性。     

主动配电网协同优化系统研究

作为适应未来分布式电源接入容量不断提高的配电网发展趋势,主动配电网具有网络拓扑结构灵活多变,对控制和通信的要求严格等核心特征。主动配电网协同优化系统可以实现主动配电网中多类型可控资源的互补利用。本文针对近年来应用于主动配电网的协同优化系统的典型结构及其控制模式进行了总结,对不同结构的优势及制约条件进行了分析,并结合国家863课题"集成可再生能源主动配电网关键技术研究及示范"贵州示范现场条件详细讨论了贵州主动配电网协同优化系统的架构并对其功能进行了分析,突出介绍了该示范工程中多维度、分层分区、源荷互动的优化控制结构,期望为后续协同优化系统研究以及主动配电网管理提供参考。     

考虑电动汽车接入的主动配电网优化调度

主动配电网(ADN)中可再生能源与电动汽车的大量接入给当前配电网的规划、建设、调度和运行带来了诸多挑战。文中研究和设计综合考虑源、网、荷侧不确定因素的ADN优化调度方法,对实际配电网运行具有重要指导意义。首先建立ADN综合评估体系,分别从主动控制性、主动管理性和主动经济性三方面衡量ADN的优化调度水平。而后,依据综合评估体系,提出考虑电动汽车智能调度系统的多阶段优化方法,该方法不仅可平抑间断性电源和电动汽车接入电网引起的波动,还可实现当前配电网结构和资源的优化调度。因此,所提方法可被广泛运用于电力系统日前调度,实现ADN的高效运行和管理。     

分布式光伏接入主动配电网电压特性研究

分析了分布式光伏电源接入主动配电网后配电网馈线节点电压变化机理,给出以静态电压限值为约束的接入容量极限,探讨了影响主动配电网静态电压变化的各种因素。运用PSCAD/EMTDC电磁暂态软件搭建分散光伏发电多点接入主动配电网的系统模型。结合仿真算例验证上述分析的正确性,修正了不同线路长度接入容量方案,并提出解决分布式光伏发电和负荷网源不协调工作引起的电压偏差的措施和方案。     

基于海量场景降维的配电网源网荷储协同规划

风电、光伏等新能源大规模接入配电网,给配电网规划方法的效率和规划结果的经济性带来了极大挑战。为了解决配电网中新能源海量运行数据与配电网源网荷储协调规划之间的配合问题,提出了基于海量场景降维的配电网源网荷储协同规划方法。首先,通过主成分-高斯混合聚类算法对风-光-荷海量高维场景进行降维聚类,得到风-光-荷的典型场景集;然后,构建了面向海量场景的配电网源网荷储协同规划模型,并采用二阶锥松弛技术将模型中非凸约束转凸处理;最后,在Portugal 54节点配电网算例上验证了海量场景降维聚类方法和规划模型的有效性。     

适应新型配电网多变运行方式的终端定值管理闭环方法与系统

新型电力系统的加快推进将让配电网发生翻天覆地的变化,配电网主站也将面临新的挑战.高渗透率分布 式电源接入配电网使得输配电网之间产生了双向功率流动,并且分布式能源受电网调频调峰需求响应、环境、国家政 策等外界因素影响,使得新型配电网运行方式多变.频繁异动的电网模型和大容量的智能终端接入也对配电网主站运 行的可靠性提出了严峻的挑战.对此,提出了一种适应新型配电网多变运行方式的终端定值管理闭环方法与系统,通 过配电网主站系统终端定值定时召唤、定值跨区传输、定值在线校核、定值整定、定值下装、定值归档完整的管理闭 环流程,为配电网终端离线定值与新型配电网多变运行方式失配造成的误动问题提供了一种解决方案,提高了新型配 电网的供电可靠性和安全性.     

基于多层电价响应机制的主动配电网源—网—荷协调方法

为应对可再生能源高渗透率配电网多层协调难题,提出了一种基于多智能体和多层电价响应机制的配电网模糊机会约束源—网—荷功率协调响应方法。针对分布式电源、主动负荷及微电网的运行特性,分析了可再生能源高渗透率配电网的源—网—荷协调难题,引入多智能体系统和多层电价响应机制构建协调优化框架。在此基础上,考虑可再生能源及主动负荷的不确定性因素和多智能体对风险的追求差异,利用模糊机会约束规划刻画主动配电网与源、荷及微电网的协调互动,分别构建配电网层、直接协调源荷层和间接协调微电网层的优化模型。随后,利用神经元网络和等价类转化处理随机规划模型中的模糊因素,并采用蝙蝠算法和黄金分割法进行求解。最终,通过算例仿真验证了该优化方法的有效性。     

基于广域量测信息的配电网协调控制技术展望

分布式电源等电力电子设备的大规模接入,对配电网控制灵活性以及控制时间尺度提出了新的需求。配电网同步相量测量装置（D-PMU）的配备将为配电网在线监测及实时控制打开新的局面。对于D-PMU数据融入配电网量测系统后形成的新调控框架、新调控手段,提炼总结了基于广域量测信息的配电网源-网-荷协调控制技术中亟待研究的内容,包括多源数据融合背景下的分布式电源功率预测与柔性负荷建模、解决新能源功率波动与配电网电压安全问题的配电网源-网-荷快速协调控制、利用D-PMU数据快速同步特点实现的孤岛平滑切换与稳定控制等。针对上述内容,构思了相应的技术路线,对关键技术难点进行了展望,并介绍了部分技术在示范工程的应用情况。     

高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统

以风光为主的高比例可再生能源通过不同电压等级接入电网,输电网与配电网之间的互济需求增强,促使输电网规划考虑与配电网协同,然而协同规划却面临着缺乏测试系统的难题.因此,构建了一个高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统HRPTD-20,描述了系统的源网荷基本特性并给出了相关数据.系统包含2个区域、3个电压等级,以及3种传统和3种未来典型配电网结构场景,可再生能源装机容量占比接近55％.基于考虑输配协同的输电网规划模型求解,给出了测试系统的基准规划方案.对比分析验证了该测试系统可以用于输配电网协同规划,有助于提高可再生能源通过不同电压等级接入输配电网的消纳能力.