主动配电网分布式调控运行方案研究

主动配电网分布式调控运行方案研究

祁丽艳

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司

内蒙古锡林浩特  026000

摘要：随着电力系统的发展和分布式能源的广泛应用，传统的配电网面临诸多挑战。主动配电网作为一种具有自主调控能力的新型配电网，已经成为解决当前问题的重要手段。本文通过对主动配电网分布式调控运行方案进行研究，探讨了分布式调控的关键技术、实施方案及其在实际应用中的优化方法。本文共分为三个部分，分别为分布式调控的关键技术、实施方案以及实际应用中的优化方法。

关键词：关键技术；实施方案；优化方法

引言：在能源转型和可持续发展的背景下，分布式能源和微电网技术得到了迅速发展。主动配电网作为一种具有自主调控能力的新型配电网，可以充分利用分布式能源来提高电网的可靠性和效率，具体研究主动配电网分布式调控运行方案，包括关键技术、实施方案及其在实际应用中的优化方法，以期为我国电力系统的优化和发展提供理论支持。

一、分布式调控的关键技术

1.分布式能源的接入与调度

分布式能源的接入与调度是主动配电网运行的关键环节，涉及到能源的安全、高效、可靠利用。首先，需要研究分布式能源接入点的选址问题，包括接入位置和容量的选择，以实现系统的最优配置。其次，需要研究分布式能源的调度策略，包括日前调度和实时调度。日前调度主要根据负荷预测和可再生能源发电预测，制定合理的发电计划；实时调度则根据实际运行情况，对分布式能源进行动态调整，确保系统的稳定运行。此外，还需要考虑分布式能源与储能设备的协同调度，以提高系统的能量利用率。

2.负荷预测与需求响应管理

负荷预测是指预测配电网中未来一段时间内的电力需求，包括短期、中期和长期负荷预测。准确的负荷预测能为主动配电网的运行调度提供重要依据。需求响应管理是指通过价格或激励措施，引导用户在电力需求高峰期或系统紧急情况下主动降低用电需求，以实现电力系统供需平衡。需求响应管理对于主动配电网的稳定运行具有重要意义。需求响应管理涉及到用户分类、激励机制设计、需求响应信号传输等多个环节，需要综合考虑用户用电特性、市场价格、系统运行状态等多种因素。

3.电能质量监控与控制

电能质量是指电能在传输、分配和使用过程中的性能，包括电压、电流、频率、功率因数等方面。电能质量的监控与控制对于保障主动配电网的稳定运行、提高设备寿命和满足用户需求具有重要意义。随着分布式能源的广泛接入，电能质量问题日益突出，如电压波动、谐波污染、频率偏移等。因此，电能质量监控与控制成为主动配电网分布式调控的关键技术之一。

二、实施方案

1.分布式调控的组织架构

分布式调控的组织架构是实现主动配电网高效运行的基础。一个合理的组织架构应能够实现各类分布式能源、储能设备、负荷等的协同控制，以确保电力系统的稳定、可靠、经济运行。一个典型的分布式调控组织架构应包括以下层次：中心控制层、区域控制层和设备控制层。中心控制层负责全局优化与调度，制定整个主动配电网的运行策略；区域控制层负责分区域优化与调度，实现局部的电能平衡和电能质量控制；设备控制层负责具体设备的监控和控制，实现设备级别的优化运行。这种层次化的组织架构有利于提高系统的调控精度和响应速度，实现分布式能源、负荷和储能设备的协同控制。

2.分布式调控策略与方法

分布式调控策略与方法是实现主动配电网智能化运行的关键。分布式调控策略应考虑系统稳定性、可靠性、经济性等多个目标。常用的分布式调控方法包括优化算法、协同控制、弹性调度等。优化算法主要应用于中心控制层和区域控制层，通过求解数学规划问题实现全局和局部的最优运行。协同控制主要应用于区域控制层和设备控制层，通过设备间的信息交换和协同调整实现系统的动态平衡。弹性调度主要应用于设备控制层，通过灵活地调整设备的运行状态应对系统突发事件和变化。综合运用这些方法，可以有效地提高主动配电网的运行效率和可靠性。

3.通信与信息系统建设

通信与信息系统是实现主动配电网分布式调控的重要基础设施。一个完善的通信与信息系统应能够实现实时数据采集、远程监控和控制、信息共享与传输等功能，为主动配电网的智能化调控提供支持。通信与信息系统的建设涉及多个方面，包括通信网络的设计与优化、通信协议与标准的制定与实施等。

三、实际应用中的优化方法

1.设备与系统的升级改造

随着电力技术的不断发展，设备与系统的升级改造对于提高主动配电网分布式调控的效能具有重要意义。升级改造涉及到变压器、开关设备、线路、计量设备等多个方面。例如，采用智能变压器可以实现有功和无功的调控，提高系统的能量利用效率；引入新型断路器和保护装置可以提高系统的安全性能；改进线路布局和材料可以减小线损，提高电能质量；应用智能计量设备可以实现实时数据采集和远程控制，便于系统的运行与管理。

2.调控策略的优化

调控策略的优化是提高主动配电网分布式调控效果的关键环节。优化调控策略主要包括以下几个方面：首先，结合系统运行状态和需求变化，实时调整调控策略，以实现系统的动态平衡；其次，应用先进的优化算法和控制方法，如粒子群算法、模糊控制等，提高调控策略的精度和效率；最后，加强与其他电力系统的协同，例如与输电系统、发电系统等进行联合调度，实现整个电力系统的优化运行。

3.分布式能源与储能系统的协同控制

分布式能源与储能系统的协同控制是主动配电网分布式调控优化的重要手段。协同控制应实现以下目标：一是实现分布式能源与储能系统的互补，如利用储能系统平滑分布式能源的输出波动，提高系统的稳定性；二是实现分布式能源与负荷的匹配，例如根据负荷预测结果调整分布式能源的发电计划，降低系统的调峰压力；三是实现储能系统与电网的互动，如利用储能系统提供无功支持、频率调节等辅助服务，提高电力系统的调控能力。

结论：本文通过系统地探讨关键技术、实施方案及实际应用中的优化方法。分布式调控的关键技术包括分布式能源的接入与调度、负荷预测与需求响应管理、电能质量监控与控制等。实施方案则涉及分布式调控的组织架构、策略与方法、通信与信息系统建设等方面，为实现主动配电网的智能化调控提供了实践路径。在实际应用中，可以通过设备与系统的升级改造、调控策略的优化、分布式能源与储能系统的协同控制等方法，进一步提高主动配电网的运行效率和可靠性。

参考文献：

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[2]陈迪, 丁一汇. (2019). 主动配电网运行与控制的研究现状与展望. 电力系统及其自动化学报, 31(1), 1-10.

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