考虑源网荷储协调的主动配电网优化调度方法研究

考虑源网荷储协调的主动配电网优化调度方法研究

李巍巍,李浩

国家电投西藏能源有限公司西藏拉萨850000

国网西藏电力有限公司信息通信公司西藏拉萨850000

摘要：主动配电网相比于传统配电网来说，对于可再生能源的利用具有显著优势。主动配电网优化调度电网的安全健康运行有着重要意义。本文主要从主动配电网以及主动配电网优化调度两个概念论述出发，阐述主动配电网优化调度的重要意义，进而探讨相关的主动配电网优化调度策略，提高电网运行的安全性能、稳定性能。

关键词：主动配电网；优化调度；重要意义

前言：配电网作为电力系统中的重要组成部分，负责电力的输送配置，但不论管理还是运行，传统的配电网都属于被动模式。随着消费者用电需求的提高，以及用电量的激增，传统配电网的不足开始暴露，在此背景下，主动配电网的概念被提出，相关研究也越来越多。为充分发挥其积极作用，需采取有效策略，对主动配电网进行优化调度，最终在提高供电安全可靠性的同时，还能获得更多经济效益。
1、主动配电网优化调度技术的重要性
  主动配电网优化调度技术有着举足轻重的重要性，这个重要性可以从下列三个方面体现出来：
  1.1加大可靠性在电网供电上
  电网想要正常的安全地运行，其安全性是不言而喻的。当系统发生故障的时候，工作人员想要隔离发生故障的模块，就要利用到分段开关，并且为了保证电力系统的正常运行，工作人员会关闭一部分的开关，将发生故障的全部负荷转移到正常运行的线路上，只有如此才可以保证隔离故障以及保障供电的同时进行，此时就需要主动配电网进行优化的调度。
  1.2提高质量在电网供电
  提高质量在电网供电是主动配电网进行优化的主要目的，中国电网的馈线组成相当复杂，分为民用，商用以及工业用，每一条内负荷的类型都是不同的，也就是说配电网的日负荷的曲线有着很大的差异值。而此时主动配电网进行优化又可以转移那些重度负载或者以及超额负载的馈线上将负荷转移走，这游泳画的形式不仅仅调节了正在运行时的馈线的压力，与此同时还消除了馈线过载这个情况。
2、主动配电网的关键技术及其进展
  2.1主动配电网的主动性
  主动管理是主动配电网的核心内容。早期为解决少量分布式电源的接入管理问题提出的主动管理策略着重于对于DG出力的管控，以及通过对有载调压变压器（OLTC）分接头的处理解决DG的接入导致的配电网电压升级的问题。提出通过远程断路器以及重合闸的控制达到馈线之间DG的相互补给，以充分利用DG资源，考虑了电压限制以及负荷过载限制等因数，通过最优潮流算法得出了DG的调度控制策略。
  2.2主动配电网的全面性
  主动配电网内部普遍包含分布式电源。一些主动配电网内还有储能系统、电动汽车充电站等。主动配电网的调度优化决策深刻影响着配电网的可靠性与经济性，是主动配电网实现其应用价值的核心技术。研究主动配电网的调度优化决策方法具有重要的现实意义：一方面有利于提高配电网的安全性、可靠性、经济性；另一方面有利于促进分布式发电等相关智能电网技术的进一步发展。
3、模型设计
  3.1主动配电网运行决策目标
  主动配电网的调度优化决策目标通常包括：①更高的负荷供电可靠性，以满足用户的用电需求为首要目标，通常情况下不允许切负荷；②更高的风电和光伏发电消纳率，最大限度地减少弃风量和弃光量；③更低的分布式电源与储能装置运行成本，提高经济效率；④更低的输电网侧用电电价或更高的上网电价；⑤更少去调用输电网侧的调节能力，即保证主动配电网自身充裕的灵活性，以应对分布式电源出力的不确定性。
  3.2电价机制
  作为输、配电网间交互的边界条件，电价通过影响调度运行成本而影响目标函数，而深刻影响配电网的调度运行，因而电价机制的不同，也将影响主动配电网的调度优化结果。电价机制有恒定电价、两部制电价、阶梯电价、分时电价、实时电价等多种类型。电价大多从用电时间、用电量、负荷水平3个维度制定。本文假设输、配电网联络线传输功率电价机制为分时电价。峰荷时段电价记为πp；谷荷时段电价记为πv；其他时段电价记为πg。分时电价机制下，配电网会通过优化调度策略来保证峰荷时段的稳定运行，并抑制峰荷时段电力负荷需求。
  3.3协同演化博弈算法
  演化博弈理论是博弈论的一个分支，它在假定演化的变化是由群体内的自然选择引起的基础上，通过具有频率依赖效应的选择行为进行演化以搜索演化稳定策略。协同进化算法在传统进化算法的基础上引入生态系统的概念，将待求解的问题映射为相互作用、相互影响的各物种组成的生态系统，以生态系统的进化来达到问题求解的目的。考虑ADN和微电网之间存在不同利益需求的博弈关系，结合演化博弈理论和协同进化算法，针对所建效益模型，提出了一种协同演化博弈算法来进行求解，实验结果表明了其良好性能。
4、优化调度策略分析
  4.1提升主动配电网的能量管理技术
  主动配电网的能量管理技术是目前研究的热门，国内外对于潮流管理、电压补偿、无功补偿等方面的研究比较多，提出了一种基于主动配电网的静止同步无功补偿器和DG协调配合的两阶段分区电压控制策略，在第一阶段只有静止无功补偿器参与调节，第二阶段通过静止无功补偿器和DG的平滑转移给出补偿器的裕度保障静止无功补偿器可以随时有一定裕度投入电压补偿。该策略成功避免了配电网中各种无功补偿设备之间的相互干扰，达到了快速响应电压控制的目的，并提升了区域电压控制水平。针对主动配电网的无功补偿问题作出了研究，考虑了各种无功补偿方式的弊端以及变压器损耗问题，将电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构等无功补偿措施进行合理的排序，在不同的运行状况下采取合理的无功补偿方案，使网络损耗降到最低。

  4.2主动配电网的保护
  大量分布式电源接入点往后带来的双向潮流，电压偏移等新问题也为配电网的继电保护工作带来了新的挑战。由于负荷功率的反向流动，传统的继电保护方案可能会发生误动作，另外大量分布式电源的接入也影响了故障定位的准确性。因此主动配电网下的继电保护急需更新更精确的故障定位以及保护方案。对于主动配电网继电保护的研究，提出了利用一个方向元件通过三条以上线路上的故障电流方向来判断故障点位置的方法，不需要利用电压信息，并基于该方向元件提出了方向过流保护、线路纵联保护、母线保护和广域保护方案。针对规模化分布式电源的接入研究了其故障特性的分析方法，基于对称故障和不对称故障两种情况分析了对应的逆变型分布式电源的低电压穿越运行控制策略。

结语：随着时代的发展，人们不仅关注经济的发展速度，更加关注经济的发展质量，关注人类社会的可持续健康发展。主动配电网的优化调度对于提高电网运行的质量以及可靠性，对于获得相应的客观经济效益都具有重要意义，因此，必须要重视并且做好主动配电网的优化调度工作。

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