綜合能源接入電網的管控技術研究

摘要：傳統能源系統已經無法承擔日益增強的電力負荷。在此背景下，一種分布式能源系統應運而生，因其具有環保、節能、高效等特點而備受大眾青睞，因此在生活生產的各個領域都得到了廣泛的應用。分布式能源系統在分布式能源和電網安全運行中發揮著重要作用，該技術可有效避免配電系統運行過程中功耗過大的問題，防止分布式能源應用的質量受到影響，具有重要的應用意義。與此同時，分布式能源的誕生也促進了微電網技術和綜合能源技術的發展，使這些原創理念得以實現。鑒于此，本文研究了綜合能源添加到電網管控技術體系后的具體運用，以此供相關人士進行探討和交流。

關鍵詞：綜合能源接入;電網管控技術;體系研究

一、電網管控技術體系概述

1.1電網管控技術體系的定義

電網管控技術體系綜合了發電、配電及用電等多種功能，是一個可以完成自治活動的能源技術競爭系統，有著較高的社會效益、技術效益以及經濟效益。電網管控技術體系主要包括直流電網、交流電網以及交直流電網管控。其中直流網絡構架與負荷多樣性的發展趨勢更加符合當前需求，相較于交流電網來說具有高效率、低損耗以及操作簡單的特點，但該方式目前還處在初級研究階段，因此還需要進行長期的發展和推廣。交流電網中具有間歇性、隨機性以及雙向流動性等特點，因此其一般會面臨保護控制以及電能質量等方面的問題。交直流混合電網中同時包括了交流母線和直流母線，可以直接對交流負荷或直流負荷進行供電，從而使換流問題得到了有效的解決，具有較高的發展潛力。

1.2電網管控技術體系的特點

電網管控技術體系是通過特殊的方式將儲能裝置、負荷單元和分布式電源等進行組合，從而形成相應的具有一定控制能力、保護能力及獨立管理能力的新型電力網絡系統。其主要特點包括以下幾方面。

（1）其在供能方面其具有多源低慣性的特點，該體系通過將低慣性電力電子裝置以及新能源發電技術作為中心，形成了一個具有多種狀態、維度以及約束的較為復雜的電力系統。（2）該系統在運行過程中具有多模式協調運行的特點，其中主要包括孤島以及并網這兩種模式，同時在運行過程中，還可以無縫地在兩種模式之間進行平滑切換，從而確保了整個系統的可控性以及靈活性。（3）電網管控技術體系還具有多級架構靈活互動以及多模塊可以進行互補的特點，當該系統處在并網模式下時，可以使分布式電源、公共電網以及負荷的運行達到協調及一體化，同時還可以確保能夠高效利用相關的各種資源及能源。一旦電網意外出現故障，該系統可以自主切換為相應的孤島模式，向敏感負電荷單獨進行供電，從而使用戶的用電需求能夠得到保障。

二、電網運行的安全性及穩定性現狀

在綜合能源接入電網之前，關鍵是確保電網的穩定性，穩定的電力供應是經濟發展的基礎。無論是企業還是設備，都需要穩定的電力。特別是在網絡技術時代，大多數科學研究都依賴于電子計算機，一旦電力供應不穩定，遭遇大規模停電或強電流沖擊時可能會對計算機或其他儀器造成巨大損害。所以，穩定性是電力使用的前提和核心。

2.1數據反映的信息較少。數據在任何系統中都扮演著十分重要的角色，它一般具有控制和分析的作用。當電力不穩定的情況發生時，通常是由數據檢驗未到位和數據分析不徹底等原因造成的。所以，在建設電網系統時，必須要有專門的數據監控人員對收集的數據進行分析并找到隱藏在已知數據背后的潛在數據。只有建立了強大的數據采集和監控系統才能保障電網的正常運轉。

2.2安全性和穩定性的定量顯示。隨著電力系統的發展，研究人員面臨的問題是數據越來越大，越來越復雜，這些復雜的數據組合極難控制，而如何監控這些數據成為一個問題。因此，研究人員將為網格的整體情況發布一個標準值，這是一個定量值。當根據該數量監視電網的所有操作時，電網將處于穩定狀態，這種定量的出現也使監管機構更加便利。但是，現有的參數列表不夠簡潔，因此產生了主觀需要高質量的問題，增加了國家電網的勞動力成本。

三、管控技術體系的基本設計方法

3.1整體部署的設計

管控平臺的結構形式主要表現為分層分布，嚴格依照了相關規定并結合了實際情況，使綜合能源能夠在供電局的管轄范圍內進行數據接入、信息服務以及運行分析。同時還能預測其功率并進行運行管控等活動，對區域綜合能源的服務管控起到一定的支撐作用。此外，管控平臺還具備能夠進行遙信、遙測以及相關數據儲存等功能的服務器，能夠同時進行綜合能量狀態量數據及模擬量數據的采集活動，下發相關的遙調及遙控的命令，對歷史運行數據和電網模型的數據進行儲存，并且還可以對相應數據信息進行分析、展示以及發布。

3.2相關數據層的設計

內存數據庫以及關系數據庫是數據層的主要構成，相應數據在被應用前通常都要經過先通過接收和抽取相應的數據信息，然后經過ETL工具或JAVA程序的分析與處理后進行入庫。其中內存數據庫的運作方式主要是使用輕量級的內存庫redis對實時數據進行儲存，然后進行接口調用，最后展示相應的SVG數據;而關系數據庫則主要利用mysql對歷史的數據進行儲存，緊接著則要執行相應的指標任務，最后進行圖形報表的展示。

3.3數據接口的設計

（1）管控平臺可以從電能量計量系統中通過利用中間數據庫的方式來對配電變壓器的有關數據進行獲取。（2）該平臺可以通過利用文件或中間數據庫的方式從配電自動化系統中獲得相關的網絡拓撲以及一次設備的相關參數等實時數據，并通過與配電自動化系統的交換，實現多種靜態參數的獲取。（3）管控平臺可以通過文件的方式從相應的負荷預測系統中獲得第二天的相關數據預測。

四、綜合能源對管控體系的相關影響

綜合能源對管控系統影響分別表現在不同的方面，其中對變電站的影響主要包括兩點：（1）對母線電壓的主要影響，即通過對相關數據的收集與分析，可以明顯看出綜合能源的功率變化對變電站母線電壓產生了一定的影響。同時不難發現，某地區天氣的突然變化也會對該地區的光伏總有功功率產生很大的影響。（2）對主變壓器運行的影響，有關數據表明，天氣突變對母線電壓的影響作用也同樣適用于對主變壓器的運行狀態改變上，因此，通過對管控體系的科學利用能夠有效使電站的運行安全得到保證。

五、結語

綜合能源系統的發展基于分布式電力和微電網技術的發展，這也是智能電網的發展方向。然而，目前的綜合能源系統無法有效地連接到智能電網，因為綜合能源系統的能源需求太大而無法通過當前電網來滿足。只有當這項技術成熟時，集成能源系統才能成功實現電網連接。

參考文獻：

[1]徐天石.智慧能源多能互補綜合能源管理系統探索[J].電子技術與軟件工程，2018（10）：172.

[2]韓宇，彭克，王敬華，徐丙垠，李俊格，趙曰浩.多能協同綜合能源系統協調控制關鍵技術研究現狀與展望[J].電力建設，2018，39（12）：81-87.

[3]黃進，夏友斌，肖雅，韓亞平，趙劍飛.間歇性新能源接入對地區電網迎峰度夏的影響[J].電工電氣，2018（05）：14-17.

作者介紹：

劉杰（1984.10.02），男，湖北武漢人，回族，研究生，工程師，單位：國網湖北省電力有限公司武漢供電公司。