摘要:本文介绍主动配电网的定义和特征,分析主动配电网的设计要点与要求,提出基于“分步推进”和“一步一反馈”的渐进优化式总体设计思路,最后匀画出统筹分布式电源接入、实时数据采集、配电网自动化配置、一次接线优化等多层面的主动配电网一体化设计流程。
0 引言
随着微电网的兴起和智能电网的推进,主动配电网的概念于2008年被国际大电网会议所提出,并被确定为今后配电网的主要发展方向。近几年来,国内外电力专家投入大量精力研究主动配电网的各个层面,使得该新兴领域逐渐被充实。分析了主动配电网的可行性、必要性;侧重说明主动配电网的规划问题;研究了主动配电网的保护、控制和调度等方面的技术要点;阐述了分布式电源接入对传统配网的影响等等。
总之,关于主动配电网的研究已经如火如茶地展开,也取得了许多重要成果,但是如何有效进行主动配电网的设计尚存在巨大开拓空间。本文将根据主动配电网的性能特征,提出基于“一体化”思维的设计方法,以期为提升主动配电网设计水平抛砖引玉。
1 主动配电网概述
主动配电网与分布式电源是密切相关的,但其不局限于简单地为分布式能源提供上网通道,更重要的是要具备对分布式电源的调控能力,使配网由“被动”转变为“主动”。根据的描述,要成为主动配电网,必须在以下层面有所“突破”。
(1)一次网架要能适应高渗透率分布式电源以各种可能的方式接入。这主要是要求配电网应拥有完备的潮流调节和电压控制手段(因分布式电源并网会对原有网络造成多方面影响)。
(2)与配电网并行运行的通信网络的可靠性和带宽要有质的提升,优化调控软件要适合多目标快速搜索需求,以实现对整个网络的实时最优调节。
(3)继电保护和自动装置的配置应与单电源放射式网络有所区别,在同等故障情况下,要求主动配电网具有更高的供电可靠性。
2 主动配电网的设计要求
主动配电网的设计,既有与传统配电网一脉相承的一面,又有其独特之处。
(1)负荷预测层面。配电网设计是为了满足供电需求,因此其设计基础仍是负荷预测。但与传统配电网相比,进行主动配电网设计时的负荷预测在深度和广度上均发生了巨大变化,见表1(分布式电源出力可视作负的负荷)。
(2)一次网架设计层面。鉴于主动配电网是在传统配网基础上发展起来的,为了保证建设经济性和过渡平滑性,设计时应充分考虑对原有网络的继承;另外,如何吸纳微电网(分布式电源+储能系统)也是一次网架设计的重点。以上叙述可由图1进行展示。
(3)大二次设计层面。主动配电网环境下,线路故障时的短路电流将不再是单向的,这就要求配置适当数量的方向保护;其次,主动配电网的交互数据是海量的,要实现对其有效和及时的处理,就需要设计足够的通信带宽和科学的调度架构。此外,要保证大二次系统相关硬件接口具有足够的升级空间。
(4)预留接口方面。主动配电网的实施是分步进行的,其技术也在不断更新。为满足发展需要,设计主动配电网的一次网架、大二次系统时均应考虑适量的预留接口。