配电网分布式电源调控管理

配电网分布式电源调控管理

宋旭东 王圣宝

胶州市供电公司 266300

摘要：分布式电源接入配电网后将会带来一系列问题。本文通过对各类影响的分析，从配置原则、接入方式、负荷预测、故障处理、电能质量等方面入手，讨论了针对分布式电源的调控管理方案，同时提出了配电网分布式协同电能质量治理控制策略，以供参阅。

关键词：配电网；配电自动化系统；负荷预测；电能质量；接入方式；故障处理；配置原则

1分布式电源及配电自动化系统的概述

1.1分布式电源

分布式电源是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等等。

1.2配电自动化系统

配电自动化系统是实现配电网科学管理的最主要的工具。它具有实时监控配电网、自动故障隔离及恢复供电等功能，因此，通过配电自动化的合理化应用，将接入分布式电源接入配电自动化系统，并制定相应的技术措施，是实现分布式电源调控管理的最优途径。

2配电网分布式电源调控管理

2.1分布式电源接入配电网自动化系统的配置原则

10-35kV接入的分布式电源，应能够实时采集并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等并网运行信息，并能上传至相关电网调度部门；其电能量计量、并网设备状态等信息应能够按要求采集、上传至相关营销部门。同时在并网装置上，兼顾安全性和经济性，融合保护、测控、电能质量监测、规约转换、远动功能、信息加密等功能，信息上送支持不同种类的有线方式和不同运营商提供的无线方式。

2.2分布式电源的接入方式

以光伏发电为例，目前分布式光伏并网方式可分为全部上网、全部自用、自发自用余电上网3种。在分布式电源接入配电网的过程中，调控机构应参与审查分布式电源接入系统方案，对短路电流、无功平衡、一次接线方式、主要设备选型、涉网继电保护及安全自动装置配置、调度自动化与安全防护等内容进行检查，并与用户签订并网调度协议，经调试满足并网运行条件后方可并网运行。

2.3负荷预测管理

由于分布式电源的不规则启停，给负荷预测带来了很多不确定性，因此须制定相关的技术措施来保证负荷预测的准确率。当系统中分布式电源总容量小于等于系统总负荷时，当分布式电源由于天气、设备故障等非计划的原因停役时，须保证前一天的预测负荷尽可能多的高于实际负荷；同理，当分布式电源非计划增发时，须保证前一天的预测负荷尽可能多的低于实际负荷，所以负荷预测必须考虑天气预报、用户数据等多方面因素。为了提高具有分布式电源的配电网负荷预测的准确度，提出分布式电源调度计划管理的要求：分布式电源应严格执行调控机构下达的发电计划曲线或实时调度曲线；调控机构根据电网和分布式电源的实际情况，安全、经济安排并网分布式电源参与电力系统调峰、调频、调压、备用。

2.4关于故障处理管理分析

配电自动化系统传统故障处理策略对分布式电源的接入有很大的适应范围，并且电缆馈线比架空馈线的适应范围大，逆变器并网型分布式电源比电机并网型分布式电源的适应性强。因此，对于以光伏接入为主，且分布式电源容量不是很大的配电网，不需要更改配电自动化的故障判断逻辑；对于风电、水电等电机并网型为主的配电网，可考虑整定变电站侧10kV馈线开关的重合闸时间>2s，以此来保证传统故障处理逻辑不受分布式电源的影响。

2.5关于电能质量管理分析

分布式电源用户在规划设计时，应考虑安装消谐装置，尽量减少谐波电流。在接入电网前，应对公共连接点的谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度进行检测满足规定标准后方可投入运行。

3配电网分布式协同电能质量治理控制策略

在主动配电网体系下，依据全局优化、分层协同、区域自治的原则，研究基于主导节点的智能区域分割技术，进而基于弱通信交互的分布式协同电能质量治理控制策略，全面提升配电网的电能质量指标。主动配网体系下，各类电能质量治理设备种类繁多，包括各类分布式电源、配变无功补偿、有载调压配变、有源滤波器、电抗器等，研究主动配电网下电能质量治理设备标准通信规约，依托统一标准规范，进而实现对配电网电能质量治理设备的综合管理和协调控制。

3.1控制策略

基于三级协调的配电网无功电压优化方法，主要涉及10kV无功补偿设备控制、10kV线路调压器控制、配变低压无功补偿控制等方面，每层控制时都需要考虑其对电压和无功造成的影响。配电网电压预算的方法是自下而上的判断，电压校正控制是自上而下的策略，并按照下述原则进行控制：电压超过限制时，启动电压校正功能，并对负荷波动变化情况进行分析，生成相应的遥控命令。

3.2 ConsistentHashing分布式算法

考虑对于多台计算机的分布式计算，在每台工作站上实现负载平衡，在增加计算节点和节点故障退出的情况下能维持系统的稳定，确保系统的不间断运行。系统在分布式任务分配上采用ConsistentHashing算法，确定统一的Hash函数，确保Hash值在0-2之间。首先对各个工作站节点的哈希值进行计算，配置到0-2圆上，然后使用相同的方法将计算群落键的哈希值计算出来，并将其映射至圆上，再根据映射位置进行查找，找到第一个节点后对数据进行保存。布造成了非常大的抑制，维持了计算体系的稳定性。考虑到一般的Hash函数，节点映射地点分布情况不均匀，所以各工作站可以按其计算能力申请100-200个虚拟节点，从而使分布不均匀的情况得到抑制。增加工作站时，在新工作站上分配的数据实际来自多台工作站，而有工作站故障退出时，其负荷也会分担到多个工作站上。ConsistentHashing算法可以确保在工作节点数量变更时能自如适应，实现计算任务的负载均衡，而不会导致计算任务的大批量重新分配。因此，分布式电源接入的主动配电网电能质量治理大数据挖掘技术，旨在确立分布式电源接入的主动配网电能质量治理所需的数据，如节点电压、负荷状态、分布式电源出力、潮流、谐波含量等，掌握不良数据检测、辨识及修正机理；综合考虑分层分区电压控制及功率特性、无功控制装置动作特性等，考虑分布式电源、负荷的波动规律和随机性，构建主动配网电能质量治理信息数据库。在主动配电网体系下，依据全局优化、分层协同、区域自治的原则，研究基于主导节点的智能区域分割技术，进而研究基于弱通信交互的分布式协同电能质量治理控制策略，全面提升配电网的电能质量指标。

4结束语

由于分布式电源接入配电网会对电能质量、网损故障处理等方面造成影响，因此需要针对各个方面制定全面的管理措施，并制定相应标准来减少其对系统电压、谐波的影响，以此促进我国电力行业的发展。

参考文献

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