智能电网下新型负荷接入对配电网规划的影响

智能电网下新型负荷接入对配电网规划的影响

刘嘉丽1,闫志海2

1.内蒙古电力经济技术研究院 内蒙古自治区呼和浩特市010020

2.内蒙古电力（集团）公司 内蒙古自治区呼和浩特市，010020

摘要：随着我国经济的快速发展和“电能替代”工程的大规模实施，新的负荷逐渐出现，对配电网产生了很大的影响。为了使配电网建设更加有序，全面、科学地评价配电网规划方案的合理性具有重要意义。针对各种新负荷的出现，研究了新负荷对配电网的影响，提出了新负荷背景下配电网规划的优化方法和建议。通过对新负荷的分析，研究新负荷背景下配电网规划的各种新的影响因素，有助于确定新负荷对配电网规划的实际影响，为新负荷背景下的配电网规划提供理论支持，从而更好地应对新形势下配电网规划面临的困难和挑战。配电网建设更加有序。智能电网将对未来配电网的发展前景产生广泛而深刻的影响。智能电网必须具备几个特点，包括自我修复、高可靠性、能源管理和实时上网定价。从配电网设计的角度来看，智能电网必须结合智能电表、自动控制、通信、分布式电源或储能装置等多种新技术。讨论了智能电网对配电网设计可能产生的影响。

关键词：配电网设计;配电网自动化;智能电网

伴随科学技术的不断进步，电力行业的新技术不断涌现。如何将最新的科技成果应用到电力系统配电网中，是电力科技工作者不懈的追求。传统的配电网多为径向结构，不能与外界进行信息交换，而未来的配电网将采用更多的网络结构，具有智能化的功能。本文首先介绍了国外智能电网的主要研究趋势，重点介绍了智能电网下配电网设计的相关潜在技术以及这些技术的集成。

1、不同技术对配电网设计的影响

在智能电网研究的众多课题中，智能电网对现有配电网的影响;智能电网的结构和布局与现有配电网的关系是一个有待进一步研究的课题。为了回答这些问题，本节将分别介绍与智能电网和现有配电网设计相关的各种技术。

1.1智能仪表的基础设施

智能电网将在每个客户服务中心安装先进的智能电表。这些仪表将具有双向通信功能，用于计量，连接或断开远程服务，记录波形，监控电压和电流，支持使用时间和实时计费结构。这些智能电表安装在与电流表相同的位置，因此不会对设计产生直接影响。但这些智能电表将产生大量的数据用于运营和规划使用，这些数据可用于实现更高的可靠性和资产评估。

智能电表可能带来的最大变化将是在实时计费领域。实时计费将趋向于均衡配电系统的负荷模式;同时，这些仪表将为各种智能应用提供自动响应接口。从设计的角度来看，峰值负荷数据将是最重要的。如果降低每个用户的峰值负荷，供电线路可以设计得更长，允许电压会更低，电缆的线径可以更小。最可能的情况是，以智能电表为基础的基础设施将扩大供电半径。

1.2配电网自动化

配电网自动化是指位于供电线路之外的监测、控制和通信功能。从设计的角度来看，配电网自动化最关键的方面是保护和开关操作，通常这两者都集中在同一单元中。目前，配电网自动化可以看作是配电网中一个具有合理成本的智能节点。这些设备可以通过切断短路电流、监测电流和电压、与其他节点通信、自动重新配置系统或用于其他目的来恢复用户的电力。快速灵活地重新配置供电线路的能力是智能电网的重要组成部分，而这种能力是通过配电网自动化来实现的。它要求配电网的各组成部分有足够的接收和传输电能的能力，并且保护装置能够合理地隔离重新配置的系统中的故障。这两个方面对配电网的设计都有影响。目前，大多数配电系统都是采用三相主线加单相支线的设计。主干线接收位于供电半径中心的变电站传输的电能，而单相分支线用于将主干线与负载连接。实际配电网系统包含多个分支，这些分支通常以开环或其他复杂方式运行，并保持跨跨连接。

智能电网不仅以最低的成本连接变电站和用户，而且是一个可以快速灵活地重新配置的系统。因此，未来的配电网将被设计成具有多条配电线路的智能电网，这些线路可以连接多个变电站。

传统的配电系统使用的是远离变电站的时流保护装置。然而，对于智能电网来说，配电网的结构是灵活的，从设计的角度来看，必须同时对系统结构和系统保护进行规划，以保证在各种情况下合理配置保护。

1.3分布式电源

分布式电源是连接到配电网的小容量发电机或储能装置。对于低通功率(约为峰值负荷容量的15%)的系统，连接点分布式电源的保护配置对配电网设计的影响不大。

智能电网可能具有更大的容量和灵活的分布式电源接入。在这种情况下，配电网将类似于一个小型的输电网，需要考虑到诸如非辐射潮流、较高的短路容量等输电网常见的问题。配电网设计中还需要考虑孤岛运行能力、降低配电网最优潮流的局限性、分布式电源与实际电厂的运行配合等问题。

2 新负荷的出现对配电网的影响

随着经济的发展和社会的进步，能源问题和环境污染问题受到重视，“电能替代”工程是解决这一问题的关键措施，新的负荷逐渐出现，具有代表性的新负荷包括电动汽车、电采暖和城市综合体。

2.1电动汽车对配电网的影响

随着电动汽车的增加，电动汽车充电桩也将大规模接入，充电桩的大规模接入将直接造成负荷的大规模增加，直接影响配电网的运行。电动汽车的大规模接入不仅会直接造成配电网负荷的大规模增加，而且会带来许多问题。如影响配电网可靠性、电网运行优化控制难度加大、影响电能质量等。随着不断变化的电站的接入，作为负载的电动汽车也可以成为储能设备和分布式电源，这使得其对负载和配电网的影响更加复杂。电动汽车接入对配电网的影响如图1所示。

2.2 电采暖对配电网的影响

近年来，我国亦开始关注环境污染和能源问题，针对北方居民烧煤取暖这一问题，出现了电供暖项目。根据不同的供热情况，电采暖分为集中接入和分布式接入两种接入方式，集中和分布式电采暖对配电网的影响差别很大。电采暖也会给配电网带来很多问题，比如:电采暖大规模接入配电网导致负荷浪涌，分布式电采暖的使用使得负荷不确定，电采暖的接入使得各地区冬夏负荷的差异和冬季最大负荷点的变化，大型电采暖设备的接入会影响电能质量，对供电的可靠性要求更高。电加热接入对配电网的影响如图2所示。

2.3 城市综合体对配电网的影响

城市综合体对电力的需求远远超过一般建筑。城市综合体的建设将增加该地区的负荷，使配电网更加复杂，使区域负荷预测更加困难。此外，城市综合体也会给配电网带来诸多问题，如:对电网的可靠性要求高，城市综合体的配电系统连接困难，负荷预测困难，电力负荷密度预测困难等，城市综合体对配电网的影响。

结 语：
  综上所述，规划是在对区域经济社会和配电网发展的判断基础上，在分析规划核心问题的指导下，构建中心城区配电网发展目标体系，结合经济社会发展和土地特点，采用典型布线，逐步向目标网过渡。通过对核心问题的梳理，提出应对策略的规划方法，可为相关规划工作提供参考。未来配电网将具备智能电表、可靠的通信能力、广泛应用的配电网自动化设备、分布式电源和储能装置。通过集成这些技术，智能电网具有自愈、供电可靠性更高、电能质量更好、抗互联网攻击、多向运行趋势、设备利用率更高、运行成本更低、用户选择更多等优势。智能电网下的配电网设计将与当前的配电网有明显的不同，对当前的配电网进行改造，使其适应未来智能电网的发展，将是一个漫长的过程。

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