主动式配电网国内外研究现状

针对配电网由负荷调度向能量调度转变的特点,研究分析配电网自身物理特点,以及电压、功率等关键要素之间的耦合关系,分析主动式配电网的潮流算法是非常必要的。


1、 国外研究现状

主动式配电网作为未来电网主要发展的方向之一,得到了很多发达国家和地区的关注和 探讨。在欧盟地区有不少具有世界影响力和参考价值的研究成果。其中最具影响力的是欧盟 FP6 主导的 ADINE(即 active distribution network)示范工程,其核心理念是通过自动化、信 息、通信,以及电力电子等新技术实现对大规模接入 DG 的配电网进行主动管理(active network management)[1]。出现了来自电力负载服务实体的创新想法,以提高效率,充分利用资产并 提供有针对性的客户服务[2]。然而,对馈电线负载分布和多样性的后果影响尚不清楚。峰值 负载可以带来多远的问题下来仍然需要寻址。

芬兰提出的配电系统状态估计向配电管理系统(DMS)提供实时系统状态,使操作员能 够监视和控制操作分配系统。随着配电网络从无源网络向有源网络的转变,随着广泛的安装 分布式发电(DG)和智能计量(SM)技术,状态估计工具正在成为一个核心组件。事实上, 这种工具已经广泛使用和长期使用传输系统。由于两个原因,在分配系统中使用该工具已经 滞后:第一是在分配网络中没有广泛的测量,第二是对分配网络的主动管理的低需求。在研 究中,客户级 AMR 仪表读数用于建立 LV 节点电压和功率的日后曲线。 还比较了网络中不 同节点处负载建模对负载流分析的影响。因此,经验驱动的非交互负载模型需要让位给复杂 的模型,模拟这些组件的独立行为,有助于馈线负载形状[3]。

英国在主动式配电网方面的研究也是处于欧洲甚至整个世界领先地位的。随着分布式发 电系统和需求响应程序的扩展,充分利用配电系统容量的需求增加。此外,配电网络上的潜 在的双向电力流动需要在所有电压水平的电压可见性和控制。然而,由于缺乏足够的测量点, 而分布系统状态估计在知道活动分布网络的实时系统状态时是主要角色,所以传统上分布系 统状态估计较少优先[4]。总体来说,英国在配电网智能仪表方面的研究比较深入,并且取得 了一定成效。

以上简单介绍了欧盟、芬兰和英国在主动式配电网方面的研究现状,论文参考的相关文 献内容有限,有些研究现状没有提到。还有一些国家,比如美国、日本,在主动式配电网方 面的研究比较深入,侧重点有所不同,当然这主要还是跟各个国家的国情有关。了解当今世 界的现实情况才能更好的发展,其中都有值得我们学习和研究的地方。

2、 国内研究现状

我国一直以经济建设为中心,尤其在经济发展的黄金时代,必须要作好电力资源充足高 效供应的后勤保障工作。原始的通过燃烧煤炭这种不可再生资源进行火力发电已经远不能满足整个社会的需求。传统的被动式配电网由于其本身的结构局限,劣势逐渐显现,已经不能 满足环保要求及社会对于高品质电能的需求。时代主题和发展需要都驱动着电网必须向智能 化方向发展。随着配电网结构的变革,继续使用传统配电网的潮流算法的计算难度增大,计 算结果不准确,甚至不适用。

文献[5]中提到能源经济性问题,这也是投入应用时必须考虑的重点问题。通过目标函数 值能指导主动配电网的建设,为主动配电网经济计算与优化评估提供方发和依据[5]。文献[6] 采用改进节点关联矩阵自乘法,文献[7]、[8]、[9]、[10]的是改进前推回代法,这种方法的程 序相对简单,但是却受电网结构和类型的限制,应用领域受到制约。以上几种方法都没有在 负荷电压静特性方面有所考虑,而文献[11]涉及到了这一点,计算结果相对准确。我国地大物 博,配电网由于地区原因存在乱和杂的问题,为了方便管理,文献[12]、[13]中提到了一种方 法——建立协调控制的仿真测试平台。主动式配电网方面的不断深入发展,也带动了相关领 域的研究,主要体现在以下两个地方。第一,信息通信方面,随着互联网+的不断发展壮大, 这种模式也涉及到了电力行业,文献[14]提出了信息物理融合的概念;第二,继电保护方面, 原始的保护措施和方法可能并不适用于新发展的电网,如果保护误动或者拒动,将会对电网 造成很大伤害,文献[15]提出了研究适用于这种情况的保护方案,文献[16]具体介绍了差动保 护。文献[17]、[18]对主动配电网的发展现状进行了分析论述,同时也对其未来发展作出了很高期待。