傳統(tǒng)配電網規(guī)劃的主要任務是確定在規(guī)劃期內何時、何地投建何種類型的輸電線路及其回路數(shù),以滿足規(guī)劃周期內的區(qū)域電力負荷需求,在確保達到線路載流能力、節(jié)點電壓水平、供電可靠性等各類基本技術指標的前提下,追求系統(tǒng)投資成本的最小化。為適應節(jié)能減排政策對電力系統(tǒng)發(fā)展提出的新要求,近些年環(huán)境因素正被越來越多地考慮進配電網規(guī)劃工作中,“成本最小化”已不再是決定規(guī)劃方案優(yōu)劣的唯一準則。與此對應的數(shù)學規(guī)劃模型無論在目標函數(shù)或是約束條件上均得到一定程度地拓展 。
然而,傳統(tǒng)配電網屬于標準的無源網絡,相關研究所采用的規(guī)劃方法針對負荷預測結果采用必要的容量裕度即可應對所有可能的系統(tǒng)運行場景,并方便地找到各類準則下的最優(yōu)解,因此相對簡單。
DG的加入使配電網的內涵發(fā)生了深刻的變革。為支持DG并網以充分挖掘其內在環(huán)境效益,“微電網”技術應運而生。MG本質上是能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng),因此DG容量的優(yōu)化配置是MG規(guī)劃工作而臨的主要任務。有文獻以系統(tǒng)投資總成本最小為目標,同時考慮DG裝機容量、系統(tǒng)備用、入網功率波動等約束條件,研究了獨立MG中風/光/儲的最優(yōu)配置方案;也有文獻基于全壽命周期成本,建立了含可再生能源的MG優(yōu)化規(guī)劃模型 。
從系統(tǒng)角度來看,MG大多接在用戶側,一般通過公共連接點與電網相連,因此其與上級配電網的協(xié)調性問題同樣備受關注。有文獻探討了含MG配電網的合理接線模式。
可見,相比傳統(tǒng)配電網,MG規(guī)劃主要以各類DG的無縫接入與互補利用為目標,并在決策內容方而新增考慮了DG的優(yōu)化配置。但是,由于MG未涉及用戶互動與需求側管理,故相關方法仍屬于傳統(tǒng)意義上基于供應側投資的傳統(tǒng)規(guī)劃模式 。
需求側互動及對可再生能源的主動利用能力是主動配電網區(qū)別于MG最為顯著的特征。技術要求上的差異對ADN規(guī)劃模式提出了全新的要求。
首先,對可再生能源主動兼容的特征使主動配電網規(guī)劃的優(yōu)化目標變得更加多元,需要綜合考慮系統(tǒng)可靠性、經濟性及可再生能源利用效度等多方而因素;同時,在開放電力市場環(huán)境下,主動配電網投資可能涉及配電公司、分布式發(fā)電投資商與需求側集成提供商在內的多個獨立市場主體,這將使主動配電網規(guī)劃問題由傳統(tǒng)意義上追求單一主體利益最大化向著復雜的多主體協(xié)調規(guī)劃方向轉變;此外,需求側資源、自動化、通信資源的加入與ANM機制將為優(yōu)化過程帶來更多的決策變量與約束條件;最后,需求響應(Demand Response, DR)與分布式可再生能源發(fā)電不確定性的疊加使主動配電網運行狀態(tài)更加復雜多變,從而極大地影響規(guī)劃方案尋優(yōu)的可行空間。因此,對于主動配電網規(guī)劃,忽略運行(fit and forget)的傳統(tǒng)配網規(guī)劃方法已不再適用,而需要對系統(tǒng)可能遇到的各種不確定性工況進行精細化運行模擬才能確定最優(yōu)規(guī)劃方案,這無疑具有更高的復雜性。
根據CIGRE C6.11的定義,主動配電網是采用主動管理分布式電源、儲能設備和客戶雙向負荷的模式,具有靈活拓撲結構的公用配電網,其基本構成模式如圖1所示。
圖1中,各類DG(如風電、光伏等)和儲能單元通過電力電子元件轉換成相應的交流或直流模式,再經過升壓變壓器并入系統(tǒng);通信、自動化及其他相關電氣設備以適當?shù)倪B接方式實現(xiàn)與電力網的緊密集成;此外,用戶側配以智能電表為代表的先進計量裝置(Advanced Metering Infrastructure, AMI),用于實現(xiàn)對用電信息的實時采集及電網-用戶之間的雙向互操作。
主動配電網技術的“主動性”特征主要體現(xiàn)在系統(tǒng)運行控制方式上。在傳統(tǒng)配電網中,用電活動屬于“被動”要素,即使系統(tǒng)中含有DG,也主要而向電能就地消納,運行者通常不會對穩(wěn)態(tài)運行的電氣設備進行主動控制。而在主動配電網下,通過先進的ICT及自動化技術,可以對區(qū)域內供應側與需求側資源實施主動管理,以實現(xiàn)系統(tǒng)特定運行目標(如網損、資產利用效率或綠色能源消納等)的最優(yōu)。正是由于以上原因,主動配電網在技術標準、管理模式、網絡結構、潮流特性及模擬計算要求等諸多方而均與傳統(tǒng)配電網存在顯著差異 。
傳統(tǒng)配電網下缺少必要的技術與管理手段,不具備提供差異化供電服務的能力,因此相關技術標準單一;而ICT等高級智能技術的引入使得主動配電網的運行狀態(tài)靈活可變,能夠滿足定制電力要求,其對應的技術標準是動態(tài)多元的。在管理模式上,基于智能通信平臺,主動配電網可實現(xiàn)對需求側資源(Demand Side Resource, DSR)的整合及對系統(tǒng)資產的分散式管理。此外,相對傳統(tǒng)配電網,主動配電網的網絡結構更加靈活,具有有源、網狀、并網方式可選等新特點,并由此造成系統(tǒng)潮流特性由單向固定向著雙向不確定方向的巨大轉變。在模擬計算方而,傳統(tǒng)配電網一般只需對典型系統(tǒng)斷而進行確定性模擬即可滿足規(guī)劃或運行任務的基本要求,而ADN則需采取分布并行式的建模方法,細致考慮時間窗口內的各類不確定因素,實施精確化的運行模擬。
針對主動配電網技術,目前國內外已實施了一系列具有典型代表意義的研究示范項目。目前已有示范工程涵蓋了需求側響應、主動控制與管理、經濟運行、電能質量、信息通信等多方而關鍵技術,相關成果從工程實踐層而驗證了主動配電網技術的可行性與可推廣性。從低碳潛力的角度看,通過主動配電網能夠:①提高配電網對高滲透率DREG的接納能力,增加電源結構中低碳電源的比例;②提高可再生能源利用效率,降低對化石能源發(fā)電的依賴,進而有效減少溫室氣體排放;③通過ICT及需求側管理手段,能夠實現(xiàn)電網-用戶雙向互動,激勵需求側主動參與電網經濟運行,并引導用戶合理用電;④推動電動汽車產業(yè)及服務的發(fā)展,促進交通出行用能的低碳化轉變。此外,主動配電網還能夠有效提高電網資產利用效率,延緩擴容需求,改善配電系統(tǒng)投資運營的經濟性。因此表明,主動配電網是支撐低碳經濟發(fā)展的一條可行的重要技術路徑。
近年來,全球范圍內氣候變暖及極端天氣事件日益頻發(fā),嚴重威肋、著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。根據國際發(fā)展援助研究協(xié)會數(shù)據,在過去10年間,氣候變化每年平均造成超過1.2萬億美元經濟損失,約占全球GDP的1.6 %。到2030年,該比例預計達到3.2%。在諸多因素中,人類過度排放溫室氣體被認為是導致全球氣候變化的重要原因。
為應對上述挑戰(zhàn),英國政府于2003年首次提出了低碳經濟的發(fā)展理念:倡導通過技術創(chuàng)新、產業(yè)轉型、新能源開發(fā)等多種手段提高能源供應多樣性,降低對化石能源的依賴以減少碳排放,最終達到經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的理想目標。構建低碳經濟模式,推進“經濟一能源一環(huán)境”協(xié)調可持續(xù)發(fā)展此后逐漸成為世界各國的普遍共識。我國在2009年明確提出了“2020年非化石能源占一次能源總消費量的15%,單位GDP的二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”的低碳發(fā)展戰(zhàn)略目標,并在“十二五規(guī)劃”中制訂了“2015年非化石能源占一次能源消費比重達到11.4%;單位GDP能源消耗降低16%,單位GDP二氧化碳排放降低17%”的階段性任務。
以化石能源為主導的電源結構使得電力工業(yè)成為我國國民經濟中最大的二氧化碳排放部門。據權威統(tǒng)計,2012年我國電力行業(yè)碳排放量達到3.85億t,約占全國總碳排放量的50%,且近年來呈現(xiàn)加速增長趨勢。因此,推動電力工業(yè)低碳化成為我國實現(xiàn)上述節(jié)能減排與生態(tài)文明目標的必然選擇。
發(fā)展低碳電力系統(tǒng)的根本任務是要形成穩(wěn)定的低碳電能供應機制,其關鍵在于對可再生能源的有效開發(fā)與利用。對此,當前主要存在兩種基本思路:一是大力發(fā)展長距離、大容量、低損耗的跨區(qū)輸電線路(如特高壓輸電)以實現(xiàn)可再生能源資源在更大區(qū)域范圍內優(yōu)化配置;二是從配用電環(huán)節(jié)入手,建立協(xié)調關聯(lián)分布式可再生能源發(fā)電(Distributed Renewable Energy Generation, DREG)、配電網絡與終端用電的集成供電系統(tǒng),實現(xiàn)對可再生能源的就地消納與利用。較之前者,分布式配用電系統(tǒng)具有建設周期短、投資成本低、運行靈活的優(yōu)點,且抗風險能力更強,因此近些年在國內外獲得廣泛關注。
在傳統(tǒng)配電網中,電力潮流一般由上端變電站單一流向負荷節(jié)點,其運行方式和規(guī)劃準則相對簡單。然而,分布式能源(Distributed Energy Resource,DER)的規(guī)模化接入與應用將對系統(tǒng)潮流分布、電壓水平、短路容量等原有電氣特性造成顯著影響。而傳統(tǒng)配電網在設計階段并未考慮上述因素,因此難以滿足低碳經濟背景下高滲透率可再生能源發(fā)電接入與高效利用的要求。在此背景下,國外學者在2008年國際大電網會議首次提出了主動配電網(Active Distribution Network,ADN)的概念,旨在解決配電側兼容大規(guī)模間歇式可再生能源,提升綠色能源利用率以及一次能源結構等問題。
與主要關注用戶側的微電網(Micro-Grid, MG)不同,主動配電網主要而向由電力企業(yè)管理的公共配電網。它是智能配電網技術發(fā)展到高級階段的產物,是一種兼容電網、分布式發(fā)電(Distributed Generation, DG)及需求側管理等多類型技術的全新開放式配電系統(tǒng)體系結構。主動配電網的技術理念將系統(tǒng)運行中的信息價值及電網一用戶之間的互動能力提升至一個新高度,強調在整個配電網層而內借助主動網絡管理(Active Network Management,ANM實現(xiàn)對各類可再生能源的主動消納及多級協(xié)調利用,最終促進電能低碳化轉變及電網資產利用效率的全方位提高。
相比管制背景下的傳統(tǒng)配電網,主動配電網無論在技術特性上,或是而臨的外部市場環(huán)境方而,均有著自身鮮明的特點;而我國電力工業(yè)低碳化發(fā)展的要求又為主動配電網的應用實施賦予了更多的內涵。主動配電網應該發(fā)揮何種作用以支撐節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。對此,又需要采用怎樣的科學規(guī)劃方法才能確保企業(yè)投資經濟效益與社會環(huán)境效益的相協(xié)調,這是當前急待回答的重要命題。因此,研究與低碳經濟相適應的ADN規(guī)劃方法與發(fā)展模式,無疑具有重要的理論、戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。
首先闡述了主動配電網的技術特點及其低碳潛力的實現(xiàn)途徑;通過與傳統(tǒng)配電網及微電網規(guī)劃進行對比,進一步提出了主動配電網規(guī)劃一般性框架;在此基礎上,提煉了5方面值得研究的關鍵問題,并深入分析了其中的科學難點;最后,針對相關領域,給出了未來研究工作展望及建議 。
蘇州 | 主動配電網綜合示范可視化共享創(chuàng)新成果?
蘇州,作為國際能源變革發(fā)展典范城市,在主動配電網發(fā)展上先行先試,建設主動配電網綜合示范工程,以滿足蘇州電網未來發(fā)展的需求
這個圖上是不是前段為高壓配電網,中段為中壓配電網,后段為低壓配電網?
中段也是高壓(配電網),即;變電站...箱變、臺變。
輸電網是發(fā)電廠發(fā)出的電經過升壓后輸送到用戶的網絡,配電網是把發(fā)電廠來的高壓電用變壓器在變成低壓輸送給用戶的網絡。
準確的負荷預測是保證主動配電網規(guī)劃可行性的基本條件。大規(guī)模分布式可再生能源發(fā)電及DSR的引入將對系統(tǒng)負荷造成重要影響。從規(guī)劃角度,需針對各類分布式電源的運行特性,同時考慮宏觀發(fā)展的不確定性,研究適用于主動配電網的電力負荷預測方法。目前,學術界對該領域的研究還十分有限。
有文獻探討了智能電網下計及DR的負荷預測方法,通過考慮不同類型用戶參與比例,提出了動態(tài)電價機制下的負荷預測框架;也有文獻在傳統(tǒng)中長期負荷預測的基礎上,進一步考慮電力市場發(fā)展、智能電網技術以及能源政策等方而影響,提出了基于小波變換和線性回歸的聚類分析模型,用于辨識和預測交互環(huán)境下的終端負荷特性。
針對傳統(tǒng)配電網規(guī)劃,負荷預測主要考慮歷史負荷數(shù)據、氣候數(shù)據、宏觀經濟數(shù)據和人口統(tǒng)計信息等方而因素。然而,ADN環(huán)境下的負荷預測應重點關注DR及DG對終端用電需求的影響,同時考慮電價政策、用電能效以及智能電網技術發(fā)展等多方而的不確定性,研究滿足上述需求的新型智能負荷預測方法 。
要實現(xiàn)主動配電網基本規(guī)劃目標,首先必須明確各類資源構成要素的內在技術特性。需求側資源作為納入ADN規(guī)劃的新增成分,與傳統(tǒng)概念上的“規(guī)劃資源”不同,它們一般并不會實際產生電能,而是與用戶的用電行為相伴而生,因此其實際運行作用效果體現(xiàn)為有無需求側資源下系統(tǒng)電力電量的變化情況。這種虛擬性及不可預知性的特點使得對需求側資源運行特性的辨識分析成為開展主動配電網規(guī)劃的前提條件。
從文獻報道來看,當前研究主要集中在對DSR可控性及其對負荷特性影響的分析上。其目的是為了明確不同應用背景下各類負荷的可調控范圍,挖掘內在規(guī)律關系,并實現(xiàn)對DR行為的定量模擬。
負荷的可調控性是DR的實現(xiàn)基礎。當前研究普遍認為:用戶負荷的可控能力主要受環(huán)境、習慣和生產等多方而因素影響,并據此分為不可控、功率可控以及時間可控三種類型 。不可控負荷多屬于與生產生活相關的必需負荷,且僅可在規(guī)定時間內執(zhí)行,一般不具有可調節(jié)潛力;功率可調負荷以供熱通風與空氣調節(jié)相關負荷為主,易受環(huán)境和習慣的雙重影響;時間可控負荷則大多集中在工業(yè)或商業(yè)用電領域,其執(zhí)行時間對用電效用的影響不大,可在一定的時間段內自由安排。
對于不同類型需求側資源,其響應機理與觸發(fā)機制存在顯著差異,因此對系統(tǒng)電力電量的影響也不盡相同。為定量分析上述影響,負荷分解法曾被廣泛使用,其原理是通過將用戶負荷分解為若干典型成分,并計算用電活動之間的同時率及延遲特性,以推測估計用戶參與DR之后的綜合負荷特性。該方法原理簡單,通用性強,但因本質上屬于“自下而上”的分析模式,當區(qū)域內用戶類型較多時,實施過程將變得極為困難,因此在實際規(guī)劃應用中存在一定缺陷。對于智能配電網,當各類需求側資源以集成模式大規(guī)模接入后,其外在特性是獨立單元經過級聯(lián)疊加后所產生的綜合效果,而這與復雜信息的特點有很大相似之處。因此,近年來學者們開始嘗試將信息論工具引入該領域的研究中:例如有文獻建立了包含控制中心、發(fā)電、用戶在內的智能工程混合模型,利用模糊推理方法計算模擬電力市場環(huán)境下DR對負荷曲線的影響;也有文獻提出了基于含外生量的自適應回歸的DR特性辨識模型,并利用該方法分析了供暖類負荷作為DSR的預期效果。
從以上情況來看,目前已有研究大多重點而向分析特定激勵模式下的DR特性,而針對負荷可調控性與影響因素之間的內在關系,仍缺乏較為系統(tǒng)的數(shù)學模型。此外,最新研究表明,用戶自身能效水平對負荷可調控能力具有復雜影響,而當前研究同樣對此缺乏充分的考慮。
如前所述,主動配電網規(guī)劃既包括線路改造、DG配置等基于供應側的投資選擇,也包含眾多可供靈活選擇的需求側管理策略。資源類型的豐富使得主動配電網集成模式可呈現(xiàn)多樣化特點,并產生不同的低碳效益。因此,需要深入分析影響主動配電網投資效益的關鍵驅動因素,并在此基礎上研究適于不同應用場景的主動配電網資源集成模式。
該領域研究可主要分為規(guī)劃資源選擇以及組建方式確定等兩方而的基本問題 。
關于資源選擇,主動配電網框架下的DER包含DG,分布式儲能(Electrical Energy Storage,EES)及需求側資源等。其中,DG既包括燃氣輪機等傳統(tǒng)能源DG,也包括以光伏、風能發(fā)電等為代表的可再生能源DG。傳統(tǒng)能源DG的輸出功率可控,但其發(fā)電會產生一定的碳排放,故可作為系統(tǒng)備用機組。分布式可再生能源發(fā)電幾乎不產生排放,但受天氣環(huán)境影響,通常具有隨機性和間歇性特點:風力發(fā)電的經濟性好,但其反負荷調節(jié)特性使得大規(guī)模并網會對電網穩(wěn)定運行造成不利影響;光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構簡單,配置靈活,但全壽命周期成本較高。EES設備可分為能量型和功率型兩種類型,前者包括鉛酸蓄電池、鋰電池以及釩液流電池等,主要用于維持系統(tǒng)功率平衡;后者則包括超級電容和飛輪儲能等,用于平抑系統(tǒng)瞬時功率波動。相似地,需求側資源也存在多種形式,包括可中斷負荷與響應負荷等:前者基于雙邊合同形式,在必要情況下電網公司可直接中斷相關用戶電力供應,但其調用頻率及時間均有嚴格限制;后者主要基于動態(tài)電價機制,用戶具有更大靈活性,但其運行機制相對復雜。
關于組建方式,主動配電網規(guī)劃需要確定的內容包括電網接線模式、電能傳輸方式及通信方式等。除了典型輻射狀結構之外,環(huán)式、樹狀、網狀等新型接線模式將為主動配電網系統(tǒng)集成提供更加靈活豐富的選擇;直流配電方式具有損耗小、成本低、供電可控性及可靠性高等優(yōu)勢,是未來智能配電網發(fā)展的主要趨勢,但考慮到設備特性和實現(xiàn)難度等,交流傳輸模式在現(xiàn)階段仍舊占據主要地位;此外,要實現(xiàn)ANM,還必須借助強大的信息和通信技術。主動配電網通信方式主要包括光纖、無線微功率、電力線載波等,而不同方式具有各自適用范圍及優(yōu)勢。
目前來看,針對不同的應用背景和環(huán)境特點,各種DG究竟適合與哪些類型的需求側資源相結合,如何與電網架構相匹配,又需要采用何種通信方式,仍缺乏系統(tǒng)的設計原則。在低碳經濟背景下,主動配電網集成模式除了需要考慮系統(tǒng)供電可靠性、電能質量、投資運行成本等技術經濟因素之外,還要綜合權衡電網建設的生態(tài)環(huán)境影響。這需要科學完善的評價指標體系提供支撐。
主動配電網強調通過應用各類信息、通信、控制技術對系統(tǒng)供需側資源實施主動管理,從整個公用配電網層而實現(xiàn)DREG大規(guī)模并網及對可再生能源的積極利用。綠色低碳目標,ANM機制及復雜的外在不確定因素使得迫切需要研究專門針對主動配電網的新型規(guī)劃方法。對此,目前國內外已出現(xiàn)少量研究成果。
有文獻提出了主動配電網靜態(tài)及動態(tài)規(guī)劃模型,通過構建預想場景集,對線路容量、聯(lián)絡開關及DG配置進行綜合優(yōu)化,實現(xiàn)了系統(tǒng)投資運行總成本最小;針對傳統(tǒng)配電網向主動配電網過渡的問題。也有文獻以投資經濟性及分布式電源運行效率最優(yōu)作為目標函數(shù),同時考慮功率平衡、開關配置、分布式電源運行、負荷增長等約束條件,提出了一種多目標規(guī)劃模型;
從上述狀況看,目前對于主動配電網規(guī)劃方法的研究主要關注分布式可再生能源發(fā)電與電網運行之間的相互協(xié)調問題,并開始注意到綜合規(guī)劃思想的重要價值;但是,對于主動配電網主動兼容綠色能源的技術特性尚缺乏充分認識,也未能上升到低碳經濟的高度揭示相關規(guī)劃結果的深刻意義。此外,通信設備作為主動配電網關鍵組成部分,當前研究同樣缺乏對該方而配置策略的深入討論。
針對主動配電網規(guī)劃,首先需要全而分析系統(tǒng)在生產運行各環(huán)節(jié)中存在哪些影響可再生能源利用效率的阻滯因素;在此基礎上,通過研究相關因素的作用機理,提出與之對應的規(guī)劃策略。不同于其他市場商品,電能的生產、輸送、分配與使用幾乎是在同時完成的。受此特性制約,電力系統(tǒng)對可再生能源的利用效率實際取決于電網對可再生電能的輸送能力以及用戶對此的使用能力兩個方而。具體地講,線路容量及拓撲結構共同影響電網系統(tǒng)的輸電能力,這是由規(guī)劃階段的資源投資配置情況所決定的;而需求側對可再生電能的使用能力則屬于系統(tǒng)運行階段的范疇,更多地取決于用戶自身負荷特性與用電習慣。不同阻滯因素出現(xiàn)的階段不同,決定了各自的時間尺度不同。對于ADN規(guī)劃,如何有機“串聯(lián)”上述因素,統(tǒng)籌考慮它們對可再生能源利用的影響,以實現(xiàn)全壽命周期內系統(tǒng)綜合效益最優(yōu),是建模工作的一個關鍵難點。此外,由于主動配電網規(guī)劃需要細致考慮系統(tǒng)可能遇到的各種運行工況,決策過程而臨更多的不確定性因素。根據事件邊界的可辨識與否,不確定性要素可表現(xiàn)出不同的數(shù)理特性:對于隨機因素,一般可用基于統(tǒng)計得到的概率密度函數(shù)進行描述;對于模糊因素,則通常需要借助隸屬度函數(shù)實現(xiàn)對經驗性邏輯的表達。因此,需要開發(fā)針對含多類型不確定性因素規(guī)劃問題的新型求解算法。
投資的成本效益分析是主動配電網規(guī)劃建設而臨的另一關鍵問題。各類新型設備和運行控制方式的將顯著改變配電系統(tǒng)的固有成本效益構成。同時市場環(huán)境下參與主體的多元化使主動配電網投資決策還必須合理兼顧各方利益訴求。
有文獻通過全而分析智能電網下的市場參與格局,構建了考慮不同主體內在交互聯(lián)系的智能電網投資綜合評價指標體系;針對智能電網技術的主要受益者一一終端電力用戶,也有文獻重點從安全性、優(yōu)質性和高效性等三方而對其需求進行了詳細的探討。
從以上情況來看,現(xiàn)有研究主要集中在對主動配電網規(guī)劃投資主體的多元化特性和協(xié)調決策方法的探討上,而對主動配電網相關屬性在實際決策中的邏輯差異及禍合關系缺乏必要的考慮。另外,對于通信、配電自動化等主動配電網關鍵技術的成本效益,目前也尚未見到成熟的評價計算模型。
當前,我國正處于社會經濟轉型和智能電網加速建設的關鍵時期,主動配電網規(guī)劃戰(zhàn)略的制定應與低碳經濟發(fā)展形勢相適應并優(yōu)先解決以上所述的各方而關鍵問題。針對該領域,建議未來一段時期內重點開展以下研究工作 :
1)系統(tǒng)研究主動配電網下規(guī)劃資源的技術特征,探討適用于不同應用需求的主動配電網典型資源集成模式;構建主動配電網碳排放替代能力估算模型,以綜合評估不同集成模式下二氧化碳減排的技術潛力與預期效益。
2)深入開展針對促進可再生能源高效利用的主動配電網綜合規(guī)劃方法的研究與應用。需要從技術、管理、市場機制等不同維度分析阻礙可再生能源高效利用的潛在因素及其作用機制;分析DR, ANM等主動配電網可行技術對提升配電系統(tǒng)整體運行效益及可再生能源消納能力的影響;在計及各類復雜不確定性因素的基礎上,統(tǒng)籌考慮電網網架、分布式電源、通信及自動化設備的優(yōu)化配置,研究而向促進可再生能源主動利用的主動配電網綜合資源規(guī)劃方法,重點解決不同低碳阻滯因素所對應時間尺度不統(tǒng)一的問題。
3)研究開放電力市場環(huán)境下主動配電網規(guī)劃新格局,分析各相關主體的參與權限、對應投資的成本收益與決策影響之間的禍合關系;構建反映多主體成本效益的主動配電網規(guī)劃綜合評價指標體系,重點考慮系統(tǒng)經濟性、供電服務質量、資源利用率、低碳效益等方而屬性;研究基于多方合作博弈的主動配電網協(xié)調規(guī)劃機制及輔助決策方法,在靈活兼顧各方利益的前提下促進碳減排目標實現(xiàn)。
日益凸顯的生態(tài)環(huán)境問題及我國節(jié)能減排的宏觀戰(zhàn)略目標需電力能源工業(yè)加速推進低碳化轉型。作為智能配電網發(fā)展到高級階段的產物,主動配電網技術能夠極大提升配電系統(tǒng)對可再生能源消納及資產高效利用的能力,對于支撐我國低碳經濟發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。主動配電網自身技術特點及運行方式的變化對已有配電網規(guī)劃模式提出了全新要求,其關鍵在于相關規(guī)劃技術的突破和發(fā)展。當前主動配電網規(guī)劃所涉及的關鍵研究問題包括需求側資源特性分析、電力負荷預測、系統(tǒng)資源集成和優(yōu)化配置、投資效益評價及決策方法等。其中,復雜不確定因素與多主體的市場參與格局是貫穿上述研究的難點。盡管目前主動配電網在國內外的發(fā)展尚處于起步階段,離實現(xiàn)成熟商業(yè)化還有很大距離,但可以預見,伴隨智能電網技術的突破及世界各國對可再生能源產業(yè)支持力度的不斷加大,主動配電網勢必以其在技術、經濟和環(huán)境等方而的綜合優(yōu)勢而擁有廣闊的發(fā)展前景。
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評分: 4.6
在同一配電網的網絡結構下,利用風光儲容量不同和接入的節(jié)點不同形成多個主動配電網規(guī)劃方案,這些方案之間的經濟性差異明顯,然而低分布式能源占比的傳統(tǒng)配電網經濟性評估方法難以對高分布式能源占比的主動配電網的經濟性進行評估?,F(xiàn)從主動配電網的特性出發(fā),建立了包括總凈值、分布式電源、綜合資源利用率、線損率、電網資產利用率等經濟性的綜合評價指標體系,給出了各個指標的數(shù)學模型和綜合得分值的獲取方法,以此來判斷不同方案的經濟性優(yōu)劣。
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評分: 4.7
配電網規(guī)劃的主要原則 城市電網規(guī)劃以城市總體發(fā)展規(guī)劃為依據, 強調其整體及長期的合理性和適應性。 一些 影響整個電網結構的技術原則,如電壓等級、可靠性、變壓器負載率、變電所最佳容量、一 次接線方式和電網允許短路容量等,都應遵循既定“原則” ,同時在具體條件下應有適當?shù)?靈活性。因為我國城市規(guī)模和經濟發(fā)展程度相差懸殊,情況各有不同, 另外,技術原則本身 也受時間、地域、社會經濟、科學文化和電力工業(yè)狀況諸因素的影響和制約,所以,要強調 “原則”,但要把“原則”看成隨時代而進步、發(fā)展的結果。這點應是討論下面各條原則的 出發(fā)點。 一、城市電網電壓等級 目前,我國省會城市和沿海大中城市基本上已建成 220kV 超高壓外環(huán)網或雙網,經過 多年的改造,基本上形成了 220/110(66) /10/0.38kV 或 220/35/10/0.38kV 四級輸配電壓, 一般稱 220kV 為送電電壓, 110
本書系統(tǒng)闡述了主動配電網規(guī)劃設計技術,主要內容包括:概述,傳統(tǒng)配電網規(guī)劃設計,分布式電源接入配電網的基本原則和典型設計,主動配電網體系結構和構建原則,主動配電網規(guī)劃,主動配電網保護方案設計,主動配電網控制方案設計,主動配電網主站設計。
●章 概述
●1.1 傳統(tǒng)配電網典型特征
●1.2 傳統(tǒng)配電網面臨的主要挑戰(zhàn)
●1.3 從無源到有源
●1.4 從被動到主動
●1.5 主動配電網的典型特征
●1.6 主動配電網體系結構
●參考文獻
●第2章 傳統(tǒng)配電網規(guī)劃設計
●2.1 傳統(tǒng)配電網規(guī)劃設計理念
●2.2 傳統(tǒng)配電網規(guī)劃目的、流程及標準
●2.3 電網現(xiàn)狀評估
●2.4 空間負荷預測
●2.5 高壓配電網規(guī)劃設計
●2.6 中壓配電網設計
●2.7 方案制定基本方法
●參考文獻
●第3章 分布式電源接入配電網基本原則和典型設計
●3.1 分布式發(fā)電
●3.2 分布式能源種類......2100433B
本書系統(tǒng)介紹了配電網規(guī)劃設計的內容和方法。主要內容包括:總論、配電網負荷預測、配電網供電區(qū)域劃分、高壓配電網規(guī)劃、中壓配電網規(guī)劃、低壓配電網規(guī)劃、配電網無功規(guī)劃、二次系統(tǒng)規(guī)劃、電源接入、電能質量、潮流計算、短路電力計算、供電可靠性計算、技術經濟評價、配電網設備設施、農村電網改造升、主動配電網規(guī)劃、、交直流混合配電網規(guī)劃、網格化規(guī)劃。書中還給出了規(guī)劃設計常用的技術方法、計算公式、數(shù)據資料、圖標曲線,可供查用、參考。