主动配电网规划原则探析

主动配电网规划原则探析

莘燕

（国网冀北电力有限公司张北县供电分公司河北张家口076450）

摘要：我国电力系统的主要稳定性支撑来源于配电网的安全运行，因而，主动配电网的稳定性在一定程度上决定了我国电力系统的平稳发展。我国是一个人口众多并且地域较广的国家，对电的使用需求量相对较大。如果电力系统出现了故障可能会对人们的经济以及人身安全带来重大的威胁。在外国一些发达国家已经越来越重视主动配电网的规划问题，而我国也逐渐认识到其严重性，因而对主动配电网的规划列举出了相关原则。文章以主动配电网规划原则路径为出发点，从基本概念、总体研究思路、以及具体分项规划原则三个层面进行具体的分析及阐述，并且要重点分析总体的研究思路以及具体的规划原则。

关键词：主动配电网；分布式电源；规划；原则

1概述

1.1主动配电网的基本概念

二十世纪初，国际电网会议，配电以及分布式发电研究委员会成立了专门的工作组，这个工作小组在2012年《主动配电系统规划与优化方法》的研究报告中，确立了主动配电网的概念，既“主动配电系统”，主要强调了在未来配电网中应具备分布式电源、分布式储能、可控负荷组成的分布式能源，可以进行主动的控制与优化运行的功能进行有机的结合，未来系统的特征是具备主动响应和主动控制能力的新型电网新式，既“源-网-荷”。相应符合可以根据电价和互动信息等对自身负荷的需要进行调节，这也就使其拥有了参与电网有用功和无用功的调节能力，可以将响应符合看做是拥有发电与消费双重功能的生产性的负荷，使其成为一种分布式能源。

1.2规划路径

主动配电网的研究思路要从我国国民的需求分析出发，只有先了解了需求才能对以下的思路进行规划。主要的需求分析大致分为四项：配电网规划需求、分布式电源需求、储能需求以及电动汽车需求。当了解了相关需求是就要对建立的模型进行计算方法的研究，现在主要模型是分布式电源和电动汽车的功率特性模型，而分布式电源和电动汽车模型可以分成两条路径进行分析。第一条路径是从主动管理方式进行分析，然后进行电源规划模型建立，最后是电源规划计算方法。第二条路径是从主动管理方式出发，进而分析网架规划模型建立，最后为网架规划计算方法。两条路径缺一不可，要将模型与计算方法研究透彻，形成一定的相关制度，要了计算方法的优势策略，再从中找出不足并加以改进。

1.3具体分项规划原则

（1）我们要先明确主动配电网的功率和特性，从功率合特性对主动配电网的相关规划原则进行分析。在对光照能源、储能装置及风力发电机装置等进行研究后，我们可以发现，这些新兴的能源发电设备均是复合型的能源设备。在根据主动配电网进行配电确定性建模时，可以涉及到这些新能源发电设备的主要特征，我们可以参考这些特征进行不确定性建模或是确定性建模。（2）配电网网架规划的问题。在确定约定条件和目标函数后，系统容量是第一个约束条件，分布式电源和电动汽车充电站容量为第二个约束条件，渗透率的约束为第三个约束条件。借此可以退出分布式电源与电动汽车充电站的布点。当分布式电源主动管理问题的目标函数同样给定时，其约束条件分别为节点功率平衡、支路功率、分布式电源出力范围、电动汽车充电站出力范围、变压器分接头调节及无功补偿进行约束。

2主动配电网规划与传统配电网规划的区别

分布式能源包括DG、CL、EES等。配电网中有大规模的分布式能源接入，ADN是未来电网的发展趋势。ADN可以提升系统对DG的消纳能力，可以促进终端用户对系统运行能力的主动参与性，可以提高能源有效的利用率。在过去的配电网中，在对配电网进行规划时主要看是否可以达到负荷的需求，运行和控制的模式都比较简单。而ADN既要达到的负荷需求，又要综合考虑运行和规划的结合。随着大量间歇式DG的接入，还应对发电的预测进行考虑。不去定因素是很多的，会导致其运行控制的方式也发生较大的变化。规划是基础，是从源头上解决ADN运行中存在的问题。传统的配电网规划，并没有考虑到DG接入对系统的影响，无法解决接入问题，而对ADN运用主动规划和主动管理的模式，并且对歇式DG的随机性进行考虑建立多场景规划模型。

3主动配电网规划原则研究思路

需求分析是主动配电网规划原则和研究的总体思路，需要对配电网规划、分布式电源、储能及电动汽车的需求进行调研和分析；然后，在对主动配电网的规划模型与计算的方法进行研究和分析。模型方面，首先要进行电动汽车和分布式电源的功率及特性的建模，对主动配电网背景下的管理形式进行分析和研究，可以建立双层模式，主要包括主动配电网电源的规划及网架的规划，可以运用智能算法求解的方式来实现分布式电源、电动汽车充电站及网架结构的优化配置。此种方法可以运用到实际的网络中，通过实践的结果来验证方法的准确性、实用性，实现对电源、网架结构的优化配置，有效的提升配电网的性能。其次对分布式电源功率的特性进行研究，可知分布式电源主要是由光伏发电机、风力发电机、微型燃气轮机及储能装置等组成。当对光伏发电机、风力发电机进行不确定性的建模时，光照可使用贝塔分布法进行拟合，风速则可以使用双参数威布尔分布法进行拟合，光伏、风电的输出功率及光照与风速之间，应服从非线性函数的关系。接下来对微型燃气轮机、储能装置进行确定性的建模，微型燃气轮机的功率是可以控制并且功率的变化量也在规定的范围内，储能装置的功率也是可以控制的；最后要研究的是电动汽车充电站的功率特性，客户使用行为随机性较强，用对数正态分布对用户的单日行驶距离进行拟合，用正态分布对用户开始充电的时间进行拟合，而一定规模的电动汽车充电的负荷量则需要采用蒙特卡罗模拟方法获取。考虑到电动汽车充电的有序性，平抑电动汽车充电的负荷。再次，主动管理方法主要包括：（1）分布式发电机的出力控制，要想优化系统运行的状况就应对控制分布式电源的有功出力进行分析；（2）电动汽车充电站出力控制，可以通过优化电动汽车有序充电来系统运行的状况来完成。所述的主动配电网规划问题，既要考虑分布式电源与电动汽车充电站间的主动管理，又要涉及到分布式电源与电动汽车充电站布点的问题，所以可以将其转化为双层规划模型；（3）再就是利用求解方法对电源、电动汽车的充电站进行优化模型的配置。分布式电源的布点规划问题主要体现在上层规划模型，可以将其看成是整数规划饿问题，在对上层规划进行求解是可以使用自适应遗传算法。非线性规划模型是对下层规划的方法，求解的方法是原对偶内点法。

结语

综上所述，我国的主动配电网规划的原则本文做出了简要的阐明以及分析，对配电网的方法以及原理也作出了相关的统计。分布式能源（DERs）主要分为分布式能电源、分布式储能以及可控符合。分布式电源又分为光伏发电、潮汐发电、风力发电以及地热发电等等。可控符合分为电动汽车以及相应符合。但是还是有许多本文尚未提及的主动配电网规划原则，这些原则也许是尚未实验，或是尚未普及，但是，相信我国的电力科技相关人员会将我国主动配电网推向一个崭新的台阶。

参考文献：

[1]王健.主动配电网日前计划调度方法研究[D].北京：北京交通大学，2015

[2]赵波，王财胜，周金辉，等.主动配电网现状与未来发展[J].电力系统自动化，2014

[3]缪立恒，王震.主动配电网规划原则探析[J].机电信息，2017

[4]刘开俊，宋毅.主动配电网规划理论与实践方向探索[J].电力建设，2015

作者：莘燕身份证号：15262519850611xxxx