分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

李鵬暉 中國電建集團福建省電力勘測設(shè)計院有限公司

一、引言

主動配電網(wǎng)的核心理念是主動利用配電網(wǎng)內(nèi)部的可調(diào)控資源，實現(xiàn)主動規(guī)劃、管理、控制等服務(wù)功能，變被動接受為主動利用，構(gòu)建靈活性高、適應(yīng)性強的運行體系，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。它的核心功能是主動控制和管理，通過實時測量，在遵從約束條件情況下，對參與運行的有關(guān)設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整，以應(yīng)對分布式可再生能源電源大規(guī)模接入而帶來的各種問題與挑戰(zhàn)。

二、主動配電網(wǎng)分層分布式架構(gòu)設(shè)計

（一）分層分布式能量管理架構(gòu)

傳統(tǒng)的配電能量管理系統(tǒng)中將分散在區(qū)域內(nèi)部的各類開關(guān)的控制信息集中在區(qū)域子站然后上傳至控制中心。區(qū)域內(nèi)部由區(qū)域子站上傳或接收本區(qū)域內(nèi)的開關(guān)控制狀態(tài)，在傳統(tǒng)的配電自動化系統(tǒng)中，各區(qū)域的自動化功能交付饋線自動化系統(tǒng)實現(xiàn)。自動化系統(tǒng)的主要執(zhí)行一些單一的任務(wù)功能，例如故障隔離以及供電恢復等。由于配電網(wǎng)中存在大量且分散的眾多信息采集節(jié)點以及各類遠程控制終端，如果全部受控終端均采用集中控制的點對點方式則需要配置大量的通信通道，在主站端也必須配置相應(yīng)的通信端口。隨著受控終端數(shù)量的增長，集中式控制方式的軟硬件配置都難以實現(xiàn)。在這種集中統(tǒng)一調(diào)度的計算模式下，電網(wǎng)物理模型和測量數(shù)據(jù)種類和數(shù)量的快速增長將不可避免地影響在線分析服務(wù)的效率，而且集中采集信息進行調(diào)度還會不可避免的帶來個體隱私泄漏等問題，在配電網(wǎng)業(yè)務(wù)開放，利益主體增多的背景下將難以執(zhí)行。

分布式調(diào)控方式與傳統(tǒng)的集中式調(diào)控方式相比具備一些顯著的優(yōu)點：可靠、靈活性更好，系統(tǒng)整體的可擴展性更強。由于分布式計算設(shè)備的硬件配置成本通常較低，因此在設(shè)備成本上經(jīng)濟效益顯著。

（二）控制區(qū)域劃分

為了實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的分布式能量管理系統(tǒng)，還需要對整個配電網(wǎng)絡(luò)進行區(qū)域劃分。控制區(qū)域應(yīng)當是主動配電網(wǎng)中具備獨立的區(qū)域自治功能、能夠協(xié)調(diào)參與實現(xiàn)潮流控制、進行負荷轉(zhuǎn)移等各項高級應(yīng)用功能的小型物理實體區(qū)域。對外而言，每一個主動配電網(wǎng)的控制區(qū)域整體都可以被視做一個可控單元。控制區(qū)域的劃分在一定程度上決定了主動配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)所需的終端設(shè)備、計算資源以及通信網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備的配置問題，因此需要充分考慮到區(qū)域的拓撲結(jié)構(gòu)、可控資源分布等相關(guān)信息。

三、布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)和諧發(fā)展的路徑

（一）致力于提高技術(shù)的規(guī)范性

促使分布式光伏發(fā)電和主動配電網(wǎng)和諧共存的關(guān)鍵就是相關(guān)技術(shù)人員具有較高的工作能力。原先，只有技術(shù)規(guī)范，才能從根本上保證電能質(zhì)量、提高故障穿越工作的效果。而提高技術(shù)規(guī)范性的基礎(chǔ)就是相關(guān)工作人員將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)管理力度的加大作為自身長期的工作內(nèi)容。在分布式光伏發(fā)電技術(shù)普及程度不斷加大的背景下，技術(shù)規(guī)范的約束方式已經(jīng)無法有效滿足時代的需求了，在此情況下，相關(guān)工作人員應(yīng)將傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化盡早安排到實際的工作日程上來。隨著分布式光伏發(fā)電技術(shù)進步速度的日益加快，相關(guān)工作人員要想將電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性最大化，就需要致力于促進主動配電網(wǎng)不斷發(fā)展。總而言之，相關(guān)工作人員應(yīng)將技術(shù)規(guī)范性的提升作為自身一生的研究課題，為傳統(tǒng)配電網(wǎng)的升級和優(yōu)化提供支撐，最終實現(xiàn)提高主動配電網(wǎng)運行效果的目標。

（二）致力于借助相關(guān)政策

促進分布式發(fā)電和主動配電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的前提條件就是工作人員合理利用相關(guān)政策，在進行分布式光伏發(fā)電設(shè)計工作任務(wù)的過程中，相關(guān)工作人員需要立足于本地的經(jīng)濟水平，結(jié)合本地的經(jīng)濟發(fā)展趨勢，有層次性的設(shè)計分布式光伏發(fā)電，不僅如此相關(guān)人員還需將發(fā)電技術(shù)先進性的提高重視起來，以此為分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)的和諧共存奠定堅實的根基。現(xiàn)階段，以下三種分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)的結(jié)合方式都是非常受業(yè)內(nèi)人士的歡迎的：①在部分經(jīng)濟情況較差的地區(qū)，電網(wǎng)資源配置的先進性是遠遠達不到標準的，基于此，相關(guān)部門要給這些地區(qū)提供更多的資金作為支撐，為這些地區(qū)配電網(wǎng)供電效果的提高奠定堅實的根基。這樣既可以有效解決經(jīng)濟落后地區(qū)電壓不穩(wěn)定的問題，同時其對分布式光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用有效性的提高還有著非常大的幫助。②相關(guān)工作人員應(yīng)將城鎮(zhèn)地區(qū)作為分布式光伏發(fā)電區(qū)域的重要組成部分，同時相關(guān)工作人員還要將能量利用率的提高作為自身長期的工作目標，并且提高供電電能的質(zhì)量也應(yīng)盡早被安排到實際的工作日程上來，另外，相關(guān)工作人員還不能忽視對控制潮流特性的完善。③在生產(chǎn)場地中，相關(guān)工作人員應(yīng)將分布式光伏發(fā)電技術(shù)對應(yīng)的電站規(guī)模的擴大作為自身主要的工作內(nèi)容，同時相關(guān)工作人員還要將分布式光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用效果的提高重視起來。

四、結(jié)束語

隨著以風、光為代表的新能源大規(guī)模的分布式的滲透到配電網(wǎng)當中，儲能、主動負荷等技術(shù)被廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)中，配電網(wǎng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和職能都在發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的調(diào)控方式難以適應(yīng)。為了保證主動配電網(wǎng)更加高效、經(jīng)濟的運行，實現(xiàn)海量大數(shù)據(jù)背景下的實時調(diào)控，調(diào)控理論需要走向分布式。為了支撐分布式的調(diào)控運行方式，需要構(gòu)建能集成高級應(yīng)用的分布式調(diào)控平臺。由此可見，本文的研究也就顯得十分的有意義。