主動配電網經濟技術特點及發展現狀

孔德超

摘 要：隨著分布式發電技術的快速發展，大量分布式電源（Distributed Generator，DG）接入配電網，使傳統配電網逐步發展為主動配電網。與傳統配電網相比，主動配電網通過主動控制與管理，可以更好的實現對大規模DG的消納。本文介紹了主動配電網的產生，進而總結了主動配電網的經濟技術特點及其發展現狀。

關鍵詞：主動配電網；經濟技術特點；發展現狀

分布式發電是一種新興的發電技術，具有綠色環保、可持續發展等特點。近年來，隨著越來越多的分布式電源接入，配電網結構發生改變，由單源網絡逐步發展為多源網絡，潮流分布也變得更加復雜。

為了實現對DG更好的消納與控制，主動配電網應運而生。主動配電網是指通過靈活的網絡結構與信息通信來管理潮流，從而實現對分布式資源（如DG、柔性負載等）主動控制與管理的配電系統。

一、主動配電網的產生

傳統配電網由單一的系統側電源供電，其職能僅是被動的將上級電網輸送來的電能通過配電線路分配到各負荷處。隨著DG大規模使用，配電網已不再是單純負責分配電能的網絡，還將擔負起消納分布式發電及對DG進行協調控制的功能。這增加了傳統配電網負擔，會造成系統運行安全可靠性下降，對電網長遠發展十分不利[ 1 ]。

為了解決這一問題，國際大電網會議配電及分布式發電研究委員會（International Council on Large Electric Systems，CIGRE C6）對具有分布式能源接入的配電網進行了一系列詳細研究。2008年，CIGRE C6委員會的C6.11工作組在所發表的《主動配電網的發展與運行》研究報告中首次明確提出主動配電網概念。主動配電網的提出，其核心任務是要協調電源、電網及負荷這三者的關系，解決由于電源和負荷的不確定性所產生的不平衡，使配電網正常穩定運行。

二、主動配電網經濟技術特點

主動配電網是具有綜合控制與管理各種DG的智能配電網，其目的是提升配電網對可再生能源的消納與控制能力，提高現有配電網利用率，提升電網安全性與供電可靠性[ 2 ]。主動配電網系統結構如圖1所示。

主動配電網的“主動性”體現在主動規劃、主動控制、主動管理和主動服務這四個方面，與傳統配電網相比，其主要特征如下：1）網絡結構靈活多變。由于DG供電穩定性較低，配電網中能量流動變化較大，供電與受電的關系也經常變化。為適應這種變化，主動配電網需要相應改變網絡結構，使電網中能量處于平衡狀態。2）分散化管理模式。傳統配電網一般采用集中化管理模式來實現電能分配等功能，而主動配電網則需要利用主動管理來實現對DG與負荷等傳統意義上非可控因素的分散化靈活調節。3）主動控制與保護。主動配電網利用先進的通信手段與自動化控制技術，使DG可以主動的參與到配電網頻率與電壓調節中來，實現配電網優化運行，提高系統運行的安全性與穩定性。4）技術標準可調整。由于DG具有不確定性，主動配電網在規劃設計時，技術標準不能做統一剛性要求，需要留有變化調整的裕度，以滿足未來發展的不確定空間。另外，主動配電網與傳統配電網在其他技術指標上也有很大不同，具體內容如表1所示。

三、主動配電網發展現狀

配電網的發展經歷了三個階段。最初為傳統配電網，其對DG的消納能力和智能化程度很低。隨著分布式發電逐漸發展，微電網技術興起，使得孤島運行得以實現，保證向用戶不間斷供電，提高了供電可靠性。但是微電網依然采用“即裝即忘”的策略被動接收DG，主動配電網的產生則使被動的接收變為主動的接納，不僅智能化程度有所提高，更是大大提高了對DG的消納能力。主動配電網代表智能電網一種先進的發展方向，國內外許多研究機構正在進行相關研究工作，其中最具代表性的是CIGRE C6專委會和美國電力科學研究院工作組，其研究內容主要集中在主動配電網標準制定、分布式能源運行與并網技術以及示范工程建設等方面。CIGRE C6作為主動配電網技術的倡導者，已經完成了主動配電網頂層概念設計、項目實施驗證、模型算法開發等方面的初步研究工作。2007年到2010年，歐盟第六框架計劃發起了最具影響力的ADINE示范工程。該工程通過引入先進的通信、自動化及電力電子技術，實現對具有大規模DG接入配電網的主動控制與管理，對主動配電網的研究與發展具有重要意義。

我國對主動配電網的研究工作起步較晚，但發展速度較快。2012年，中國南方電網公司承擔了國家863計劃“主動配電網的間歇式能源消納及優化技術的研究與應用”課題，在佛山市三水工業園區開展主動配電網示范工程的建設。國家電網公司建設統一的“堅強智能電網”計劃也圍繞主動配電網進行相關研究與示范工程建設。北京市電力公司于2013年在北京未來科技城啟動示范工程的建設，項目建成后，配電網在大量DG接入情況下將具有很強的主動調節能力，可實現對全部分布式能源的消納，地區供電可靠性高達99.999%，供電電壓合格率高于99%，還可實現能量互動、用電信息互動等功能。

四、結語

本文基于主動配電網研究的熱點問題，介紹了其產生與發展現狀，并對主動配電網的經濟技術特點進行總結。可以看出，主動配電網是智能電網一種較為先進的發展模式，可有效解決未來大規模DG接入的問題，符合現代社會對于能源發展的要求，對電力系統可持續發展具有重要意義。

參考文獻：

[1] 尤毅，劉東，于文鵬，等.主動配電網技術及其進展[J].電力系統自動化， 2012， 36（18）：10-16.

[2] 劉東.主動配電網的國內技術進展[J].供用電，2014（1）：28-29.