主动配电系统协调运行与负荷终端管理分析

赵广杰

（辽宁装备制造职业技术学院，辽宁 沈阳110000）

0 引言

电力能源作为当今世界应用最为广泛的二次能源，具有清洁、调控灵活、无污染和使用方便等诸多优点。电能的获取必定要消耗大量的一次能源，包括煤、石油等，这些一次能源的消耗都会伴随着大量的粉尘和温室气体的产生，如何提高这些一次能源的利用率，进一步发展低碳化电力，成为现今寻求电力行业可持续发展道路的一条重要途径。智能电网的出现很好地解决了开发电力能源产生大量污染等问题，这种新形式的电网布局进一步将产生的清洁能源直接转化为电能。通常智能电网的发展最好利用分布式清洁能源，但由于诸多因素的限制，如今对于分布式能源的规模化接入仍存在着很大问题，这些问题严重制约着可再生能源的渗透，对此，相关专家在国际上提出了主动配电系统的建设问题，本文主要针对这一系统协调运行和负荷终端管理涉及的几个方面进行分析和论述。

1 主动配电系统概述

主动配电系统（ADS）主要应用于发电系统中电网兼容性和大规模入网2个方面。在2012年召开的CIGRE会议上，一些电力专家提出了主动配电系统的具体概念：主动配电系统是一种拥有组合多种分布式能源能力（可控负荷、分布式电源、需求侧管理、储能等）的一种配电式网络，主要用来提升配电网的资产利用率、提高配电网对于可再生能源接纳的能力、提高用户的供电可靠程度和用电质量，同时还能减少对配电网进行升级的投资。

作为一种未来应用于智能电网的发展模式，ADS具有很好的创新理念，相比于同样应用广泛的微网技术来说，其具有如下特点：（1）ADS普遍应用于中小用户电源的双向供配电网，该系统的用户量相比于使用微网的用户量更为巨大。这就导致了系统在运行过程中可能出现功率（有功／无功）严重不平衡的情况，同时也增大了对负荷控制和对电源协调优化的复杂性、减弱了电压的可控性和稳定性，最终使电能的使用质量下降。为了确保整个供配电系统的安全、稳定运行，要求有关部门在柔性控制、精确计算和主动管理的基础上，做好ADS网络元件、信息流和能量流之间存在的相互作用的研究和具体动态模型的深入发掘，及时建立系统故障的自愈控制技术体系和理论体系。（2）作为电力企业普遍应用于公共配电的系统，ADS承担着输电网分级配电的任务。ADS系统集合构建了兼容、坚强、集成、经济智能电网。相比于微网针对分布式电源接入提出的问题，主动配电系统的整体规模比微网更加庞大，进而被广泛应用于接入分布式电源。（3）主动配电系统处于智能电网综合发展的顶层，在一定程度上拓展了智能配电网的应用范围，同时也降低了对智能配电网的建设投资。微网主要是根据用户的特殊需求来对电网进行规划和建设，以用户的供电理念为中心来开展相应工作。相比于主动配电系统，微网主要集中于一小部分的客户，缺乏对多种分布式电源的兼容性，在主动管理和主动控制上，结构没有主动配电系统那么灵活。

2 主动配电系统的协调运行

2.1 智能小区

这是指对城市中相对独立和统一管理的建筑实施智能化。通过在这些智能小区中应用分布式发电、电动车并网、智能测量等多项技术，构建出一个由储能设备、可控负荷、柔性交流输电和分布式电源综合系统构成的智能小区。同时，供电部门通过在其中建立一套一体化综合调控服务的体系，实现了对小区内部分布式电源和负荷的控制，为小区内的各个家庭提供了一个舒适便利且低碳节能的生活环境。

2.2 协调运行多代理技术

采用多代理技术，就是将主动配电系统控制中心的权力分散，使系统中的各个单位都具备主动管理和自我控制能力，这就需要运用多代理技术实现ADS的多范围、多层次的协调运行。在具体的运行模型中，各个单元和各个区域之间还存在着其他的代理，通过这些代理可以实现多单元之间的调配工作。

3 负荷终端管理

3.1 可中断负荷的分类和特点

可中断负荷对于供电可靠性的要求并不高，传统的负荷可以根据可靠性不同分为第一类负荷、第二类负荷、第三类负荷，可中断负荷就属于第三类负荷。随着配电系统通信技术和自动化技术的不断发展，可中断负荷的范围也得到了很大扩充，主要包括大型体育场、大型宾馆的中央空调负荷、政府办公大楼的移动负荷等，其具有以下特点：（1）频率稳定，鲁棒性强。通过一些先进量测技术所得出的实际测量值往往和标称值存在一定偏差，会给系统带来一定的影响，而可中断负荷本身具有很强的鲁棒性，即便遭受一定参数的摄动，仍可维持自身的一些特性。（2）快速响应，实时分析。能量管理系统可以对主动配电系统各部分具体的运行情况进行在线检测，并根据不同的状况来获取最佳的控制测量值，实现了可中断负荷运行参数的上传和自检，使可中断负荷在接收到控制命令时可以快速响应。（3）多样性。由于ADS中大范围地接入了分布式电源，这就需要系统中存在不同类型的可中断负荷，包括电动汽车的电池、空调的负荷和各种储能元件等，可中断负荷的多样性很好地满足了相应的选择和要求。（4）定价补偿和激励机制。制定合理的定价补偿和激励机制对鼓励用户参与需求侧管理和对负荷的控制具有巨大的推进作用，可以很好地实现主动配电系统的电力动态平衡。（5）与分布式能源呈现协调发展的趋势。（6）计量和通信的智能化。（7）多场合、多层次的调用。

3.2 电能质量的在线检测

主配电系统中涉及大量电子元件的使用，这就导致电网系统中容易出现谐波、电压波动等电能质量的问题，这些问题严重威胁着供电系统的可靠性和安全性。对电能的质量进行在线监测是治理电能质量问题的前提，保证对电网质量检测的高效性和准确性对实现ADS经济、高质量且安全地运行具有重大的意义。此外，随着如今大量网络化、集成化、开放式和实时性的服务平台的设立，结合电网规划、柔性控制和需求侧管理诸多技术的运用，使电能质量的治理有望得到根本性的解决。

3.3 负荷控制

实现对主动配电系统中存在的相关负荷的控制能有效保证可再生能源渗透率的提升和资产利用率的提高，可以通过对系统内的DG和可控资源进行协调控制来实现这一目的。其中的可控资源主要包括无功补偿、需求侧管理和柔性负载等。

4 结语

主动配电系统在我国还处于起步阶段，国内专家对系统的研究仅仅涉及一些理论概念，要想真正实现能源分布式接入，还需要用电部门加大对相关技术的研究力度，同时制定出有效的政策来使这些新兴技术得到更好地应用。

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［5］吴正骅，程浩忠，厉达，等.基于负荷密度比较法的中心城区典型功能区中压配电网接线方式研究［J］.电网技术，2009（9）

［6］束洪春，胡泽江，刘宗兵.城市电网最大供电能力在线评估方法及其应用［J］.电网技术，2008（9）