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主动配电网“看”得更宽更远“听”到更多信息

 

配电网有“主动”和“被动”之分吗?答案是肯定的。
 
来看一个主动的案例。
 
炎炎夏日的一个上午,某大城市中,随着大批空调逐步开启,用电负荷直线攀升,逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为,果断发出“精确制导”的指令,让部分客户家中的空调停运。几分钟后,负荷曲线趋于平缓,电网风险化解……
 
这不是电影里的场景。在不久的将来,随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题研究成功,这样的场景就将成为现实。
 
为什么要进行这项课题研究?它有何特点?对供电企业和客户来说,它能带来哪些好处?为此,本报记者进行了详细调查。
 
为什么要研究主动配电网?
 
分布式电源大量进入配电网,到一定程度,传统配电网将面临“电流倒送”危险
 
提及主动配电网的研究,有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点
 
配电网,指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形象的比喻,如果把电网主网比作人体的“主动脉”,那么,配电网就是四通八达的“毛细血管”,用户则处于这些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出,流经主网,通过配电网送到用户,就如血从心脏流出,流经主动脉,通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动,就如同大河衍变成小河,再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中,线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量,考虑的都是单方向流动的特点。
 
分布式电源的出现,使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给,而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多,“造血”的量不断增加,其分散性、不稳定性、间歇性的特点,则使得这些新造“血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度,就会影响传统配电网的特性。这意味着,传统配电网的保护、控制策略将失效,电网的供电可靠性将受到影响。
 
国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者:“根据国外的经验,分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的30%,否则,电流可能产生倒送,有些保护和控制就会误动。”
 
为对日益增长的分布式电源加以有效控制,主动配电网的研究被提上日程。
 
什么是主动配电网?
 
“看”得更宽更远,“听”到更多信息,主动服务分布式电源,预判化解停电危险。
 
什么是主动配电网呢?
 
黄仁乐给出这样的定义,“主动配电网是内部具有分布式或分散式能源,具有控制和运行能力的配电网。主动配电网有四个特征,一是具备一定分布式可控资源,二是有较为完善的可观可控水平,三是具有实现协调优化管理的管控中心,四是可灵活调节的网络拓扑结构”。
 
“可观性”体现在,主动配电网控制中心可以监测到主网、配电网和用户侧的负荷和分布式电源的运行情况,在此基础上利用态势感知技术预测其发展状态,提出优化协调控制策略。“可控性”体现在对分布式电源、储能、负荷等的灵活有效控制上。当优化协调控制策略制定出来以后,通过控制中心能够实现有效的执行。
 
通俗地讲,主动配电网有更大的可观测范围,能掌握更多信息。
 
目前对电网的监测范围只能到配电网,没有办法知道用户更多的实际用电信息,比如说,有没有使用空调、安装光伏,有哪些重要设备,更不可能知道用户的用电行为习惯,什么时候洗衣服、开空调……主动配电网却可以知道这些信息,进而主动服务用户,满足用户的需求。它通过自动采集到的信号,进行数据分析掌握相关信息,为用户提供最优方案。供电企业事先可以将网络和负荷准备好,提醒用户在合适的时机选择用电等。用户可以随时查询到实时的电价,来调整用电行为,节省电费支出,还可以查询到周边分布式电源有哪些,自主选用,实现一定区域内的电力资源最优分配等。
 
主动配电网的“主动”,还体现在对有可能出现的危险进行预判,并制定一定应对策略,通过控制中心有效执行,而不是像传统配电网只能在故障发生后才被动地采取措施。
 
黄仁乐给记者举了一个例子。当即将遭遇暴雨时,哪些线路有可能遭遇雷击,可以通过控制中心对电流进行控制,使其绕过这些线路,防止大面积停电的发生,这需要用上一项关键技术——态势感知技术。
 
主动配电网好在哪里?
 
有力促进新能源消纳,形成分布式电源和配电网相互备用格局,为用电客户节约电费
 
作为课题牵头研究单位,国网北京电力相关负责人介绍说,主动配电网研究背后,有现实的强烈需求。
 
近年来,首都新能源、电动汽车等快速发展,都对配电网规划建设和运营管理提出了新要求。课题的立项,为解决以上问题提供了契机。课题的意义还远不止于此——它将引领我国智能配电网领域的发展方向,具有巨大的经济和社会效益。
 
对用户来说,灵活接入主动配电网,意味着更高的供电可靠性和供电质量。分布式电源和电网供电可以互为备用电源,减少停电时间,缩小停电面积,提升终端能源的利用效率。对消费者来说,主动参与需求响应和电网运行,不仅能大大提高用电的自主性,也能直接节约电费支出。打个比方,在电网负荷较高时,客户可以将自家的分布式电源所发的电卖电给电网,而在电网负荷较低时,用大电网的电,最大限度减少电费指出。
 
对电网企业来说,主动配电网的投入将使运营成本大大降低。高效运行的主动配电网可以提高电能传输效率,带来节能效益;多电源协同则可有效解决地区输配电能力不足等问题,保证电网稳定可靠运行;还可以进行有效的移峰填谷——如本文开头所说的那样精确控制负荷,减少系统故障率等。
 
主动配电网的投运,亦可解决可再生能源的消纳问题。它的投运将提高地区清洁能源和可再生能源的占比,实现可再生能源全部消纳,改善环境,还将推动智能楼宇等一系列智能电网相关技术的建设发展。
 
记者了解到,“主动配电网运行关键技术研究及示范”863课题由国网北京市电力公司牵头,国网福建省电力有限公司、中国电科院、清华大学等共同参与,汇集了配网规划等领域的顶级专家,目前已进入正式研究阶段。课题将以北京未来科技城及福建海西厦门岛供电区域为示范对象,建成高品质、高效率、高互动、高集成的示范工程。

来源:国家电网报