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智能电网的前奏曲:主动配电网

时间:2018-7-26 17:38:26点击:

  介:根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯,供电企业事先准备好网络和负荷,为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价,以调整用电行为节省电费,还可以查询选用周边的分布式电源,实现一定区域内的电...
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  根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯,供电企业事先准备好网络和负荷,为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价,以调整用电行为节省电费,还可以查询选用周边的分布式电源,实现一定区域内的电力资源最优分配。
  这不是什么天马行空的想象,而是业内专家描绘的关于未来智能电网的美好蓝图。
  配电网发展的方向———主动配电网
  “尽管我国智能电网发展取得了一定成绩,但由于投资、体制、历史欠账等因素影响,电力系统特别是配电网发展仍相对滞后。”中国电力企业联合会党组书记杨昆在“2015智能电力系统峰会”上表示,我国配电自动化系统的总体覆盖率只有13%,配电网故障自动判别和网络自愈应用范围小,难以发挥规模效益;而且与国际先进水平相比,我国城市电网的供电可靠性水平仍有较大差距。可以说,解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是未来配电网发展的重点,现有的配电网已经区别于传统意义的配电网,正在变得越来越复杂,大步向主动配电网迈进。
  据北京电力经济技术研究院副院长张凯介绍,主动配电网的概念是国际大电网会议在2008年提出的,是通过使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流,能够对不同区域中的分布式能源设备进行主动控制和主动管理的配电系统。张凯认为,主动配电网区别于被动配电网主要有4个特征,“一是具备一定比例的分布式可控资源,二是网络拓扑可灵活调节的配电网,三是较为完善的可观可控水平,四是具有实现协调优化管理的管控中心。”随着以风电、光伏发电等分布式电源在配电网中的渗透率日趋升高,具有较大波动性的大规模间歇式能源给电网的稳定、安全带来较大影响。国家电网全球能源互联网办公室合作处处长林弘宇坦诚道,一说大电网互联好像电网就排斥分布式,其实不是。“能够满足绿色可再生能源的高度利用以及实现配电网双向潮流灵活控制的主动配电网络,正是从根本上解决配电网高度兼容分布式能源的有效技术手段,这也是配电网未来主要的发展模式。”
  改变配电网背后的推手———分布式能源
  纵观能源发展趋势,随着一系列政策的制定,分布式能源发展已上升到国家的战略高度,未来必然将有更多的分布式能源接入电网。最新的电力体制改革9号文件,28项内容中就有4项和分布式有关系,配套文件达6个。在第十一届中国分布式能源国际论坛上,国家电网能源研究院博士黄碧斌就分布式电源的发展目标初步预测,2020年分布式电源装机容量1.87亿千瓦,占同期全国总装机的9.1%;2030年达到5亿,占同期全国总装机17.3%,年均增长占比近1个百分点。信达证券公司能源互联网首席研究员曹寅分析,中国将来一定会有大量的分布式电源并网,其中包括分布式光伏或者小型储能电站等。小型电源会通过互联网聚合起来替代大电源,充分发挥分散性、智能性的优势。
  具备新特征的主动配电网正是为了应对分布式电源高渗透率对配电网控制提出的一系列新挑战,世界各国都希望在该领域先人一步。据统计,截至2013年,全球范围内共有包括美国、澳大利亚、日本、意大利、德国、英国等在内的11个国家和地区开展了24个具有创新性的主动配电网项目。我国在密切跟踪主动配电网技术前沿的同时,也积极进行试点示范工程建设,2012年开展了“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用”863课题研究,并在广东电网进行示范。
  2014年起,“多源协同的主动配电网运行关键技术研究及示范”分别在北京、福建、贵州开展研究与示范建设。今年9月,国家发展改革委公布的《关于加快配电网建设改造的指导意见》则通过行政手段再次明确要求完善新能源和分布式电源接入体系,提出有序建设主动配电网、微电网,鼓励应用分布式多能源互补、发电功率预测等方式,提高分布式电源与配电网协调能力。
  实现主动配电网的技术支持———大数据分析
  论及如何才能达成发展主动配电网的目标,张凯谈到四个环环相扣的技术手段。首先是全面提升主动配电网的感知能力;第二是运用大数据分析技术;第三是实现规划运行一体化;第四是提高控制的有效性。尤其是对于如今炙手可热的大数据分析技术,张凯的态度客观而实用,“我们期望用数据创造能源价值。只有通过数据的收集,数据的分析评价,提高整理效率,数据才能创造能源价值。”比如运用大数据分析技术,生成将智能电表数据与网络拓扑、SCADA等有机结合的面向用电的应用,进行用电行为分析,为用户提供定制供电服务;通过非技术性网损分析,减少窃电;通过配电变压器负载在线监测提高资产利用率;通过馈线自愈控制提高电网供电可靠性;运用大数据分析技术还能做到精准的负荷预测和分布式发电预测,深度挖掘数据价值来为用户提供高品质服务。
  未来配电网的功能应当是将电源和用户需求有效连接起来,允许双方共同决定如何最好地实时运行,因此自愈和互动将是电网智能化的标志。那时,大规模分布式发电将并入电网,这就要求智能配电网通过分散式智能协调,实现电网的自愈、自治和自组织,使分布式发电完全整合到智能电网中运行。“总之,要充分利用主动配电网的可控资源,研究可以实现主动规划、感知、管理、控制与服务的装置与系统,更好地解决主动配电网的新问题和现有配电网的老问题,实现主动配电网的运行目标,即高电能品质,高运行可靠性,清洁能源的高渗透率,为主网提供电能与备用服务。”张凯如是总结。

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