主動配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃技術;先進運行控制與管理技術;應對復雜性與不確定性技術。
(1)主動配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法
主動配電網(wǎng)理念影響著所有的規(guī)劃工作。分布式發(fā)電和需求側響應影響了負荷預測;對分布式資源的主動管理影響了系統(tǒng)的規(guī)劃設計。
多準則:使用多準則,解決分布式發(fā)電運營商與電網(wǎng)企業(yè)之間的矛盾,規(guī)劃階段考慮以優(yōu)化網(wǎng)絡運行、最大限度地提高效率和降低損失為目標的算法;
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)動力(補貼或處罰)、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)絡向主動配電系統(tǒng)的過渡需要多年的時間,多年度規(guī)劃對于其制定一個發(fā)展時間表至關重要。
自動化與信息通信(ict)規(guī)劃:實現(xiàn)安全可靠的信息通信,配電系統(tǒng)與scada、gis、通信和自動化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在配電系統(tǒng)規(guī)劃的同時,考慮通信系統(tǒng)的路徑,新建線路時需與通信電纜協(xié)同規(guī)劃。
保護策略設置:大量分布式電源的接入,增加系統(tǒng)短路電流水平,一些情況下保護策略需改造。目前大多國際標準規(guī)定,在故障情況下分布式電源應響應斷開,以確?,F(xiàn)有保護正常工作,大多數(shù)標準對計劃孤島和非計劃孤島均不允許。
修訂保護方案,考慮主動運行因素,使保護裝置能與變電站通信,以避免der的意外孤島運行和不必要的斷開;對保護系統(tǒng)進行仿真,以抓住網(wǎng)絡重構和特殊孤島運行情況下可靠性改進的機會。
(2)先進運行控制與管理技術——高級量測
高級量測體系(ami)是一個用來量測、收集、儲存、分析和運用用戶用電/用能信息的完整網(wǎng)絡處理系統(tǒng)。
(3)先進運行控制與管理技術——信息通信
其關鍵技術是:開放式通信體系;多種通信方式的一體化組網(wǎng)技術;低成本、高可靠分布式通信技術;通信網(wǎng)絡安全與防護技術。
(4)先進運行控制與管理技術——分布式電源并網(wǎng)
并網(wǎng)對象是分布式電源、儲能、微電網(wǎng)和ev充電站(樁)。并網(wǎng)技術是雙向保護、功率平衡、穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量和虛擬電廠。
(5)先進運行控制與管理技術——主動管理
主動管理是通過分布式電源運營管理和主動控制,實現(xiàn)分布式發(fā)電、儲能和柔性負荷的主動管理,加大配電網(wǎng)對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)升級投資,提高用戶的用電質(zhì)量和供電可靠性。
(6)先進運行控制與管理技術——需求響應
(7)應對復雜性與不確定性技術——虛擬量測
配電網(wǎng)規(guī)模龐大、設備眾多、數(shù)據(jù)量大,全節(jié)點量測、傳輸投入巨大。狀態(tài)估計通過冗余量測提升數(shù)據(jù)質(zhì)量,通過合理推斷修正數(shù)據(jù)錯誤;虛擬量測通過現(xiàn)有量測推斷非量測量,旨在提升數(shù)據(jù)完備性。
(8)應對復雜性與不確定性技術——風險評估
(9)應對復雜性與不確定性技術——態(tài)勢感知
態(tài)勢感知技術:在特定的時空環(huán)境下感知某個/某些元素,理解其含義,并對其未來發(fā)展趨勢進行預測;分為感知、理解和投射三個層次;適用于數(shù)據(jù)規(guī)模較大、時變非線性系統(tǒng)。
(10)國內(nèi)外相關研究與應用現(xiàn)狀——adn目前的實施水平
(cigre調(diào)查結果)2007-2008年,14個國家27份調(diào)查問卷,分析全球22個先進adn示范項目發(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)。
促進未來adns發(fā)展的關鍵因素:新的投資回報/監(jiān)管框架,以促進電力企業(yè)采用adns;研究和發(fā)展(包括公共資助的示范項目),標準化;需求增長和環(huán)境因素只是采用adns的次要因素。
(11)國內(nèi)外相關研究與應用現(xiàn)狀——德國
德國政府2011年永久關閉裝機容量總計8.5gw的8座核反應堆。截止2010年底,德國的太陽光伏(pv)電池板裝機總量達到17300mw。據(jù)相關資料表明,天氣理想時全德國的太陽能發(fā)電和風能發(fā)電的總量相當于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)外相關研究與應用現(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,供應方根據(jù)能源需求狀況促使消費者進行消費調(diào)整的需求響應,電動汽車與家庭結合,蓄電系統(tǒng)優(yōu)化設計,充電系統(tǒng)及交通系統(tǒng)等。
(13)國內(nèi)相關研究與應用現(xiàn)狀
國家電網(wǎng):863計劃主動配電網(wǎng)關鍵技術研究及示范;以電網(wǎng)低碳化為特征智能電網(wǎng)綜合集成技術研究與示范;未來配電網(wǎng)技術發(fā)展趨勢-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荷接入的主動配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃技術研究與應用。
南方電網(wǎng):主動配電網(wǎng)的間歇式能源消納及優(yōu)化技術研究與應用;多源協(xié)同的主動配電網(wǎng)運行關鍵技術研究及示范。
高等院校:北京交通大學的國家能源主動配電網(wǎng)研發(fā)中心;湖南大學的含分布式能源的輻射狀配電網(wǎng)最優(yōu)潮流;上海交通大學的基于饋線控制誤差(fce)的主動配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制方法以及多時間尺度分層協(xié)調(diào)控制方法。
(14)國內(nèi)相關研究與應用現(xiàn)狀——廈門
福建海西廈門島:系統(tǒng)最大負荷不低于120mw,清潔能源種類不少于3類:冷熱電聯(lián)產(chǎn)機組不低于150mw、垃圾焚燒發(fā)電不低于2mw、多點接入光伏發(fā)電總量不低于60kw、電動汽車集中充放電站容量不低于5mw、移動式儲能車規(guī)模不小于1mw/2mwh。示范工程完成后可實現(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)相關研究與應用現(xiàn)狀——佛山
廣東佛山三水區(qū):4條饋線建設規(guī)?;尤敕植际侥茉吹呐潆娋W(wǎng)實施主動管理,能夠自主協(xié)調(diào)控制。實現(xiàn)主動配電網(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儲能系統(tǒng)的接入,實現(xiàn)間歇式能源100%消納,實現(xiàn)供電可靠率99.99%以上。