主動(dòng)配電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)運(yùn)行控制、電網(wǎng)與充放電設(shè)施、負(fù)荷互動(dòng)、智能配用電等電網(wǎng)分析與運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)的有效解決方案。主動(dòng)配電網(wǎng)示范工程選址通常集中于10kv及以下配電網(wǎng)絡(luò),即中低壓配電網(wǎng)范圍,選擇這一電壓等級(jí)的主要原因如下:
1)從配電網(wǎng)調(diào)度層面來看,目前配電網(wǎng)主要管理范圍是110kv和35kv的高壓配電網(wǎng),其管理技術(shù)、設(shè)備都相對(duì)較為完善。與此相對(duì)的,中低壓配電網(wǎng)各種控制技術(shù)發(fā)展較為滯后,這主要由于兩方面原因?qū)е?,一方面是因?yàn)橹袎号潆娋W(wǎng)分布非常廣泛,雖然呈輻射狀分布,但總體線路數(shù)量龐大難以選擇合理的管理方式;另一方面目前中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平不高,三遙比例較低,可觀測(cè)性較差。主動(dòng)配電網(wǎng)控制技術(shù)可以有效填補(bǔ)這一空白,實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的有效管理。
2)從配電網(wǎng)現(xiàn)狀來看,由于主動(dòng)配電網(wǎng)的核心目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與充放電設(shè)施、負(fù)荷之間的互動(dòng),目前配電網(wǎng)負(fù)荷完全集中于10kv及以下的中低壓配電網(wǎng),10kv及以下電壓等級(jí)已經(jīng)可以充分滿足電源—負(fù)荷之間的互動(dòng)需求。
3)從主動(dòng)配電網(wǎng)定義來看,主動(dòng)配電網(wǎng)需滿足:“可以綜合控制分布式能源(分布式電源、柔性負(fù)載和儲(chǔ)能)的配電網(wǎng),可以使用靈活的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)潮流的有效管理,分布式能源在其合理的監(jiān)管環(huán)境和接入準(zhǔn)則基礎(chǔ)上承擔(dān)對(duì)系統(tǒng)一定的支撐作用。”分布式能源是指直接布置在配電網(wǎng)或分布在負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施,分布式能源距離電力用戶近,輸電損耗小,可以實(shí)現(xiàn)高效利用;同時(shí)利用分布式能源可以有效減緩電網(wǎng)壓力,實(shí)現(xiàn)有功功率的就近提供和無功功率的就近補(bǔ)償。主動(dòng)配電網(wǎng)中的分布式電源通常容量較小,為了實(shí)現(xiàn)分布式能源的有效監(jiān)管,如果選擇35kv電壓等級(jí)以上配電網(wǎng),其負(fù)荷遠(yuǎn)大于分布式電源出力,難以實(shí)現(xiàn)分布式電源和負(fù)荷的互動(dòng),從而不能有效反映出主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)分布式電源的控制能力。
因此,選取10kv及以下配電網(wǎng)絡(luò)具有更好的示范效果。在前述電壓等級(jí)選取基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)分布式電源監(jiān)控、分布式電源調(diào)度、分布式電源消納、全網(wǎng)組合優(yōu)化等控制目標(biāo),主動(dòng)配電網(wǎng)示范地區(qū)選取需要從源、網(wǎng)、荷3個(gè)方面進(jìn)行具體的考慮。
1)從電源的角度來看,不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)對(duì)分布式電源“即插即忘”(fit-and-forget)的控制方式,主動(dòng)配電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)“主動(dòng)管理(active network management)” 這一概念,即通過對(duì)分布式發(fā)電、無功補(bǔ)償?shù)榷囝愋涂煽卦O(shè)備的有效利用,實(shí)現(xiàn)分布式電源的高度兼容與資產(chǎn)的高效利用。因此示范區(qū)域應(yīng)具備大量分布式電源多點(diǎn)接入,其滲透率需提高到能夠影響傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理的程度。同時(shí)由于主動(dòng)配電網(wǎng)需要對(duì)電源進(jìn)行主動(dòng)管理,所以分布式電源需要具有可控性,可響應(yīng)控制設(shè)備的調(diào)節(jié)指令(可能包含有功功率值、無功功率值、控制模式等)。
2)從電網(wǎng)的角度來看,主動(dòng)配電網(wǎng)需具備靈活的運(yùn)行方式,以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)多種優(yōu)化目標(biāo)及控制策略下的靈活組網(wǎng)。因此示范區(qū)選取的線路之間需要有適當(dāng)?shù)穆?lián)絡(luò),便于根據(jù)運(yùn)行情況靈活調(diào)整線路拓?fù)洹?br>
除上述一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)要求以外,配電線路應(yīng)盡量具有較高的自動(dòng)化水平,或具備較好的改造條件,保證正常與故障兩種狀態(tài)下的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理,示范區(qū)域內(nèi)斷路器及負(fù)荷開關(guān)需具有三遙配置。與此同時(shí),主動(dòng)配電網(wǎng)為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測(cè)與報(bào)警等功能還需要較為可靠的通信系統(tǒng),以保證配電自動(dòng)化系統(tǒng)和主動(dòng)配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3)從負(fù)荷角度來看,主動(dòng)配電網(wǎng)間歇式能源的功率波動(dòng)嚴(yán)重限制了分布式能源滲透率的提高,負(fù)荷主動(dòng)管理為主動(dòng)配電網(wǎng)提供了一種潛在高效的可調(diào)資源,以抑制電網(wǎng)功率波動(dòng)、削峰填谷。因此示范區(qū)域內(nèi)應(yīng)盡量具有可控負(fù)荷(包括直接負(fù)荷控制、響應(yīng)定價(jià)信號(hào)等)。在此基礎(chǔ)上,多樣化的負(fù)荷類型與良好的可調(diào)節(jié)特性可以為主動(dòng)配電網(wǎng)示范提供更有利的條件。