主动配电网规划及相关问题研究

李振军

[摘 要]在大规模分布式电源接入配電网的背景下，主动配电网成为新时期配电网发展的主要方向。文章以主动配电网规划发展情况为基础，结合主动配电网规划内容，对比分析主动配电网规划与传统配电网规划的区别，明确主动配电网规划的问题，进而对其未来发展和研究方向提出展望。

[关键词]主动配电网规划；问题；传统配电网规划；新时代

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.23.092

自动配电网规划是一种主动管理的方式，具备的灵活性非常大。主动配电网规划可以为解决电压升高、优化配电资源利用效率等工作提供依据。但通过了解当前自动配电网规划工作情况可知，其在引用过程中并不娴熟，此时就需要工作人员依据这一管理形式为主，深层探索其蕴含的内容，全面展现主动配电网规划的作用，进而为我国电力行业的发展奠定基础。

1 主动配电网规划研究

1.1 概述

主动配电网最初是从国际大电网会议配电与分布式发电专委会的C6.11项目组中发布的，是说主动控制、主动管理分布式电源及储能设施、客户双向负荷的形式，具备灵敏的拓扑结构。同微电网对比分析可知，主动配电网是通过电力企业进行管理的公共配电网，一般是不会独自运行的。由此可知，主动配电网规划更具有发展优势，其未来的前景不可预计。[1]

1.2 与传统配电网规划对比分析

为了提升网络的有效性和安全性，传统配电网络对负载的不明确性主要是源于其具备的大容量和灵敏的网络结构，但引用的运行方式和管理方法非常简单。在与配电网络连接的DER渗透概率持续上升的背景下。配电网的规划形式和运行方式越来越烦琐，投资利益也受到了影响。[2]

传统意义上的配电网在规划过程中，并没有分析分布式能源接入配电网的影响，而是以电力潮流从变电站单向转变为负荷点这一前提进行设计，只是对某个负荷预测值提出最大容量裕度来面对最严重的运行条件，进而为规划时期提出有效的解决策略。由此可知，规划方法非常单一，资产难以全面引用，不具备灵活控制的特点。

传统的配电网是被动的配电网，其运行方式和管理形式等都是被动操作的。发电厂提供的电力通过输电网、配电网传递给应用者。中低压配电网一般被设计为电力系统的被动符合，在没有故障的影响下是不会实施自控管理的，其掌控工作是被动操作的。但在DER大量引用的情况下促使配电网出现了潮流的双向流动，负荷与电源出现了双重不明确性，应用者不但是电力消费者，而且也作为电力生产者存在，可以参加到电网互动中，此时需要配电网主动设计、主动控制。

为了合理引用DG，尤其是可再生能源，研究人员要依据“系统论方法”的思路进行探索，决不能让DG依据独立的形式馈入网络，而是要与配电网整合构建主动配电网。以物理角度分析，“主动网络”是通过连接到MV/LV变压器的几条中压馈线构建的一个区域网络。中压馈线接入DG、RES与负荷。中压发电设施带来的能量可以用于本地调节和平衡负荷工作中，在这一背景下，主动网格成为单独的输电系统，在紧急情况下可以作为能源馈入第二个来源。虽然自动配电网引用的网状结构可以用来接入大容量的DG，但在很多环境中，中低压网因为自身负荷不充裕，没有能力再接入大容量的DG。在这一背景下，本地DG提供给输电网，会让中压网向高压网反向供电。在这一背景下会影响配电网运行的三个问题：电能质量、负荷和电压水平的管理问题及网络安全性和设施的安全问题。

下面从五方面对比分析主动配电网和被动配电网的区别：其一，从技术标准角度分析，被动配电网是刚性的Rigid，而主动配电网是柔性的Flexibie；其二，从管理模式角度分析，被动配电网是集中的Centralized，而主动配电网是分散的Disperse；其三，从网络结构角度分析，被动配电网是固定的Fixed，而主动配电网是灵活的Flexibie；其四，从模拟计算角度分析，被动配电网是平均的Anerage，而主动配电网是精确的Accurate；其五，从控制与保护模式的角度分析，被动配电网是被动的Passive，而主动配电网是主动的Active。[3]

2 主动配电网规划的相关问题分析

2.1 网络解与非网络解

国际上的主动配电网规划面临的问题在于，成熟的配电网络依据非网络解的方式来提升配电网的供电能力和供电概率。而中国的主动配电网规划要解决的问题在于，满足符合加速提升的基础上对各类分布式能源的渗入，也就是在解决网络解的同时，还要处理非网络解。

2.2 规划周期

主动配电网规划除了要突破传统规划工作提出的解决方案带来的约束外，还要分析非网络解决方法，如需求侧集成、无功管理等。这些都是需要在规划时期分析的问题，要以智能信息通信技术和现代化计量基础设施为基础进行操作。

2.3 数学模型

主动配电网规划是一项烦琐的组合优化问题，其中包含的目标和影响因素有很多，当前国际上有关其的探索和开发工作正处于初级阶段。因此，在DER接入配电网络的过程中，特别是在高渗透率的背景下，有关技术的问题，如网络元件的热平稳数值、电压调节剂其他技术约束条件等，都是工作人员需要思考的重点。

2.4 信息与通信

在新时代背景下，全新的主动式智能配电网是以计量基础设备和智能信息通信技术为基础，整合配电网络运行过程中的各项信息，确保其可以引用现代化规划研究工具来明确配电网络中的电压与无功功率，以此控制系统的损耗。除此之外，现代化的保护和馈线自动化设施，可以通过网络研究工具和智能技术精心管理，明确其中存在问题的位置，系统将会自主重新配置，进而控制故障的出现，此时不需要系统运行人工的参与。[4]

2.5 不确定性

为了保障供电的有效性，主动配电网规划要在分析DG出力不明确的基础上，分析负荷的不明确性，以此提升储备设施配置的投资需求，除此之外，还要分析上级电网容量和发电容量。这是因为下级电网接入大量DG会带来相应的运行支出。为了解决这些问题，现有电力系统的技术要具备充裕的发电机容量、路线容量等，但这就需要增加影响投资，但若是容量过小将会增加风险。

2.6 计算技术

新设施的引用促使工作人员在工作中要提出新的算法。主动配电网和被动配电网在模拟计算机模式中的变化是以ICT技术和AMI技术为依据，在工作中需要分析这些技术的有效性。

3 主动配电网规划的展望

现阶段，我国正处于社会转型和智能电网发展的重要时期。随着配电网智能设施、新式电力电子设施的推广，ADN规划技术和方式都将得到革新，并满足新时代发展背景下需求，因此工作人员可以研究以下几点内容：其一，多元化的ADN投资主体，可以让ADN规划问题研究要调节各投资主体的利益。规划模型不再只关注单一投资主体效益的最大化，规划模型要满足时代发展需求，展现各方诉求；其二，随着节能减排需求的越来越大，通过了解DG绝对的优势，如高渗透率等，整合电动汽车和应用者需求可知，ADN规划研究是未来发展的主要方向；其三，资产管理是电网管理的基础，通过了解资产管理、信息通信技术的ADN协调规划模型、规划方法，自主管理对延长设施投资的量化研究，是配电网管理发展的主要方向。[5]

4 结 论

综上所述，主动配电网规划中存在很多问题，当前对这方面的研究正处于初级阶段，因此研究机构、工作人员要加大对这些问题的深层探索，并注重引用现代化技术解决问题，进而优化主动配电网规划工作，加速主动配电网规划的应用步伐，实现预期设定的工作目标。

参考文献：

[1]胡子飘.主动配电网规划相关问题的探讨[J].工程技术：文摘版，2017（6）：226.

[2]张振亮.主动配电网规划关键问题与研究展望[J].工业，2016（12）：187.

[3]黄彦钧.探讨主动配电网规划的原则[J].科技创新与应用，2017（17）：180.

[4]陈晔，王舒，魏纯晓，等.设计及运行管理的主动配电网规划研究综述[J].供用电，2017，34（8）：39-46.

[5]张建华，曾博，张玉莹，等.主动配电网规划关键问题与研究展望[J].电工技术学报，2014，29（2）：13-23.