主動(dòng)配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù);先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù);應(yīng)對(duì)復(fù)雜性與不確定性技術(shù)。
(1)主動(dòng)配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法
主動(dòng)配電網(wǎng)理念影響著所有的規(guī)劃工作。分布式發(fā)電和需求側(cè)響應(yīng)影響了負(fù)荷預(yù)測(cè);對(duì)分布式資源的主動(dòng)管理影響了系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。
多準(zhǔn)則:使用多準(zhǔn)則,解決分布式發(fā)電運(yùn)營商與電網(wǎng)企業(yè)之間的矛盾,規(guī)劃階段考慮以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、最大限度地提高效率和降低損失為目標(biāo)的算法;
概率方法:概率方法更適于有dg和der的配電網(wǎng)規(guī)劃;
考慮不確定性:政策驅(qū)動(dòng)力(補(bǔ)貼或處罰)、監(jiān)管環(huán)境、燃料成本、間歇式發(fā)電(可再生能源)、der的可用性、主動(dòng)管理的成功度等不確定性因素;
多年度規(guī)劃:現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向主動(dòng)配電系統(tǒng)的過渡需要多年的時(shí)間,多年度規(guī)劃對(duì)于其制定一個(gè)發(fā)展時(shí)間表至關(guān)重要。
自動(dòng)化與信息通信(ict)規(guī)劃:實(shí)現(xiàn)安全可靠的信息通信,配電系統(tǒng)與scada、gis、通信和自動(dòng)化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在配電系統(tǒng)規(guī)劃的同時(shí),考慮通信系統(tǒng)的路徑,新建線路時(shí)需與通信電纜協(xié)同規(guī)劃。
保護(hù)策略設(shè)置:大量分布式電源的接入,增加系統(tǒng)短路電流水平,一些情況下保護(hù)策略需改造。目前大多國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在故障情況下分布式電源應(yīng)響應(yīng)斷開,以確?,F(xiàn)有保護(hù)正常工作,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)劃孤島和非計(jì)劃孤島均不允許。
修訂保護(hù)方案,考慮主動(dòng)運(yùn)行因素,使保護(hù)裝置能與變電站通信,以避免der的意外孤島運(yùn)行和不必要的斷開;對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,以抓住網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和特殊孤島運(yùn)行情況下可靠性改進(jìn)的機(jī)會(huì)。
(2)先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù)——高級(jí)量測(cè)
高級(jí)量測(cè)體系(ami)是一個(gè)用來量測(cè)、收集、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)用用戶用電/用能信息的完整網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。
(3)先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù)——信息通信
其關(guān)鍵技術(shù)是:開放式通信體系;多種通信方式的一體化組網(wǎng)技術(shù);低成本、高可靠分布式通信技術(shù);通信網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)技術(shù)。
(4)先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù)——分布式電源并網(wǎng)
并網(wǎng)對(duì)象是分布式電源、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)和ev充電站(樁)。并網(wǎng)技術(shù)是雙向保護(hù)、功率平衡、穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量和虛擬電廠。
(5)先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù)——主動(dòng)管理
主動(dòng)管理是通過分布式電源運(yùn)營管理和主動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和柔性負(fù)荷的主動(dòng)管理,加大配電網(wǎng)對(duì)可再生能源的接納能力,提升配電網(wǎng)資產(chǎn)利用率,延緩配電網(wǎng)升級(jí)投資,提高用戶的用電質(zhì)量和供電可靠性。
(6)先進(jìn)運(yùn)行控制與管理技術(shù)——需求響應(yīng)
(7)應(yīng)對(duì)復(fù)雜性與不確定性技術(shù)——虛擬量測(cè)
配電網(wǎng)規(guī)模龐大、設(shè)備眾多、數(shù)據(jù)量大,全節(jié)點(diǎn)量測(cè)、傳輸投入巨大。狀態(tài)估計(jì)通過冗余量測(cè)提升數(shù)據(jù)質(zhì)量,通過合理推斷修正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤;虛擬量測(cè)通過現(xiàn)有量測(cè)推斷非量測(cè)量,旨在提升數(shù)據(jù)完備性。
(8)應(yīng)對(duì)復(fù)雜性與不確定性技術(shù)——風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
(9)應(yīng)對(duì)復(fù)雜性與不確定性技術(shù)——態(tài)勢(shì)感知
態(tài)勢(shì)感知技術(shù):在特定的時(shí)空環(huán)境下感知某個(gè)/某些元素,理解其含義,并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè);分為感知、理解和投射三個(gè)層次;適用于數(shù)據(jù)規(guī)模較大、時(shí)變非線性系統(tǒng)。
(10)國內(nèi)外相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀——adn目前的實(shí)施水平
(cigre調(diào)查結(jié)果)2007-2008年,14個(gè)國家27份調(diào)查問卷,分析全球22個(gè)先進(jìn)adn示范項(xiàng)目發(fā)現(xiàn):目前adn的發(fā)展水平還較低;通信手段差別較大,少數(shù)公司使用der的遙控通訊手段,很少一部分能將控制延伸到低壓網(wǎng)。
促進(jìn)未來adns發(fā)展的關(guān)鍵因素:新的投資回報(bào)/監(jiān)管框架,以促進(jìn)電力企業(yè)采用adns;研究和發(fā)展(包括公共資助的示范項(xiàng)目),標(biāo)準(zhǔn)化;需求增長和環(huán)境因素只是采用adns的次要因素。
(11)國內(nèi)外相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀——德國
德國政府2011年永久關(guān)閉裝機(jī)容量總計(jì)8.5gw的8座核反應(yīng)堆。截止2010年底,德國的太陽光伏(pv)電池板裝機(jī)總量達(dá)到17300mw。據(jù)相關(guān)資料表明,天氣理想時(shí)全德國的太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電的總量相當(dāng)于28座核電站的發(fā)電總量。目前德國已有約0.9%的家庭使用太陽能發(fā)電裝置。
(12)國內(nèi)外相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀——日本
日本2020年太陽能發(fā)電2800萬kwh,2030年5300萬kwh。東京電力2010年安裝2000萬部智能電表,2020年約5000萬部。此外,還包括能源使用的可視化,家電及熱水器控制,供應(yīng)方根據(jù)能源需求狀況促使消費(fèi)者進(jìn)行消費(fèi)調(diào)整的需求響應(yīng),電動(dòng)汽車與家庭結(jié)合,蓄電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),充電系統(tǒng)及交通系統(tǒng)等。
(13)國內(nèi)相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
國家電網(wǎng):863計(jì)劃主動(dòng)配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究及示范;以電網(wǎng)低碳化為特征智能電網(wǎng)綜合集成技術(shù)研究與示范;未來配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)-國際合作與跟蹤研究;面向大規(guī)模分布式電源與多樣性負(fù)荷接入的主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃技術(shù)研究與應(yīng)用。
南方電網(wǎng):主動(dòng)配電網(wǎng)的間歇式能源消納及優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用;多源協(xié)同的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范。
高等院校:北京交通大學(xué)的國家能源主動(dòng)配電網(wǎng)研發(fā)中心;湖南大學(xué)的含分布式能源的輻射狀配電網(wǎng)最優(yōu)潮流;上海交通大學(xué)的基于饋線控制誤差(fce)的主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法以及多時(shí)間尺度分層協(xié)調(diào)控制方法。
(14)國內(nèi)相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀——廈門
福建海西廈門島:系統(tǒng)最大負(fù)荷不低于120mw,清潔能源種類不少于3類:冷熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組不低于150mw、垃圾焚燒發(fā)電不低于2mw、多點(diǎn)接入光伏發(fā)電總量不低于60kw、電動(dòng)汽車集中充放電站容量不低于5mw、移動(dòng)式儲(chǔ)能車規(guī)模不小于1mw/2mwh。示范工程完成后可實(shí)現(xiàn)100%全額消納可再生能源,核心區(qū)供電可靠率不低于99.99%。
(15)國內(nèi)相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀——佛山
廣東佛山三水區(qū):4條饋線建設(shè)規(guī)模化接入分布式能源的配電網(wǎng)實(shí)施主動(dòng)管理,能夠自主協(xié)調(diào)控制。實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)在正常工況下以及故障工況下的消納與協(xié)調(diào)控制能力的驗(yàn)證,并作為間歇性能源在配網(wǎng)消納中的示范,保證5.5mwp間歇式能源及1.1mwh儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入,實(shí)現(xiàn)間歇式能源100%消納,實(shí)現(xiàn)供電可靠率99.99%以上。