主动配电网协同优化系统研究.pdf

第1 0 卷第1 2 期 南方电网技术 V 0 1 1 0 ，N o 1 2 2 0 】6 年】2 月 S o U T H E R NP o w E RS Y S T E MT E C H N O L o G Y D e c 2 0 1 6 文章编号：1 6 7 4 一0 6 2 9 ( 2 0 1 6 ) 1 2 0 0 0 2 一0 8 D O I ：1 0 1 3 6 4 8 j c n h i s s n l 6 7 4 一0 6 2 9 2 0 1 6 1 20 0 1 中图分类号：T M 7 2 6 主动配电网协同优化系统研究 李庆生1 ，陈飞2 ， ( 1 贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵阳5 5 0 0 0 3 ； 文献标志码：A 刘东2 ，唐学用1 2 上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海2 0 0 2 4 0 ) 摘要：作为适应未来分布式电源接入容量不断提高的配电网发展趋势，主动配电网具有网络拓扑结构灵活多变，对控 制和通信的要求严格等核心特征。主动配电网协同优化系统可以实现主动配电网中多类型可控资源的互补利用。本文 针对近年来应用于主动配电网的协同优化系统的典型结构及其控制模式进行了总结，对不同结构的优势及制约条件进 行了分析，并结合国家8 6 3 课题“集成可再生能源主动配电网关键技术研究及示范”贵州示范现场条件详细讨论了贵州 主动配电网协同优化系统的架构并对其功能进行了分析，突出介绍了该示范工程中多维度、分层分区、源荷互动的优 化控制结构，期望为后续协同优化系统研究以及主动配电网管理提供参考。 关键词：主动配电网；配电管理系统；主动管理；协同优化控制 R e s e a r c ho nC o o r d i n a t eO p t i m i z a t i o nS y s t e mf o rA c t i V eD i s t r i b u t i o nN e t w o r k L IQ i n g s h e n g1 ，C H E NF e i 2 ，L I UD o n 9 2 ，T A N GX u e y o n g ( 1 P o w e rG r i dP 1 a n n i n ga n dR e s e a r c hC e n t e ro fG u i z h o uP o w e rG r i dC o ，L t d ，G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a ；2 S c h 0 0 1 o fE l e c u o n i cI n f b n n a t i o na n dE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g ，S h a n g h a iJ i a oT o n gU n i V e r s i t y ，S h a n g h a i2 0 0 2 4 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：B e i n ga d a p t i v et ot h eh i g h e rp e n e t r a t i o no fd i s t r i b u t e de n e r g ys o u r c e si nf u t u r ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，a c t i V ed i s t r i b u t i o nn e t - w o r k ( A D N ) h a sb e c o m ean e wd e v e l o p m e n tt r e n dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fn e x i b l en e t w o r kt o p o l o g ya n ds t r i c td e m a n df o rc o n t r o l a n dc o m m u n i c a t i o n C o o r d i n a t eo p t i m i z a t i o ns y s t e mc a nr e a l i z et h ec o m p l e m e n t a r yu t m z a t i o no fm u l t i t y p ec o n t r o l l a b l er e s o u r c e si n a c t i v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k I nt h i sp a p e r t v p i c a lc o n t r o ls t r u c t u r ea n dc o n t r 0 1m o d e so fa c c i v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kc o o r d j n a t ec o n t r o l s y s t e mi nr e c e n tV e a r sa r es u m m a r i z e d ，a n dt h ea d v a n t a g e sa n dc o n s t r a i n t so fd i f f e r e n ts t m c t u r e sa r ea n a l y z e d S y s t e ma r c h i t e c t u r ea n d f u n c t i o n so ft h eA D Nc o o r d i n a t eo p t i m i z a t i o ns y s t e ma r ed i s c u s s e db a s e do nt h en a t i o n a l8 6 3p m g r a m “K e yt e c h n 0 1 0 9 i e sa n dd e m o n s t r a t i o no fA D Nw i t hr e n e w a b l ee n e r g vs o u r c e ”d e m o n s t r a t i o np r o j e c tl o c a t e di nG u i y a n g T h em u l t i d i m e n s i o n a la n dh i e r a r c h i c a lo p t i m i z a t i o nc o n t r o ls t m c m r eo ft h ed e m o n s t r a t i o np r o j e c ta r eh i 曲l i g h t e dt o g e t h e rw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i co fs o u r c e l o a di n t e r a c t i o n I ti s e x p e c t e dt op r o v i d es o m eh e l pf o rt h ef o l l o w u pc O o r d i n a t ec o n t r o ls y s t e mr e s e a r c ha n da c t i v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r km a J l a g e m e n t K e yw o r d s ：a c t i v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ；d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ；a c t i V em a n a g e m e n t ；c o o r d i n a t eo p t i m i z a t i o nc o n t r o l 0 引言 主动配电网( a c t i v ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，A D N ) 是指包含各种分布式能源，如分布式发电、可控负 荷、储能装置等，同时具备综合调控源、网、荷等 复杂装置能力的配电网络J 。不同于传统配电网被 动接纳分布式能源的控制方式，主动配电网追求采 用更为有效的控制方式，保证电网运行的有序性， 提高电网运行水平，提升电网运行综合效益。1 。3 。 灵活的网络拓扑结构以及对并网新能源的主动控制 基金项目：国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 项目( 2 0 1 4 A A 0 5 1 9 0 2 ) 。 F o u n d a t i o ni t e m ：s u p p o r t e db yt h eN a t i o n a lH i 曲T e c h n o l o g yR e s e a r c h a n dD e V e I o p m e n tP r o g m mo fC h i n a ( 8 6 3P m g r a m ) ( 2 0 1 4 A A 0 5 1 9 0 2 ) 管理是主动配电网的两个核心特征。开放式标准的 统一电网模型建立HJ 、先进信息通信技术( i n f o m l a t i o nc o m m u n i c a t i o nt e c h n 0 1 0 9 y ，I C T ) 的运用p - b 1 以 及多样化的控制结构与高级应用算法。8o 都是目前 主动配电网技术的研究热点，与之配套的主动配电 网协同优化系统作为多种控制结构的载体也受到了 广泛的关注。 主动配电网协同优化系统是实现主动配电网中 多类型分布式电源、柔性负荷、网络联络开关等多 种灵活可控设备合理交互的技术关键点所在。现有 典型配电管理系统( d i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ， D M S ) 是基于传统配电网典型控制结构发展起来的。 受限于这一现实基础，目前D M s 对电网的控制通常 局限于对故障的处理或者针对一定计划条件进行网 万方数据 第1 2 期李庆生，等：主动配电网协同优化系统研究 络结构的变更，通常不会对稳定运行的配电网进行 主动控制管理，因此属于一种消极的被动式管理方 式。而主动配电网与之不同的是需要协同优化系统 合理整合各类型资源，在电网正常运行状态下实现 主动配电网中分布式电源、柔性负荷的优化运行调 度。同时，考虑到主动配电网中控制设备的复杂性， 协同优化系统需要结合实际情况选择合理的系统结 构，以避免设备复杂化导致的控制效率降低等问题。 本文以主动配电网协同优化系统典型结构及重 点研究内容为出发点，结合国家8 6 3 课题“集成可 再生能源主动配电网关键技术研究及示范”，给出 贵州贵阳市清镇地区主动配电网示范现场条件和网 络架构，详细分析应用在该示范点的协同优化系统 的整体架构及关键技术，为后续主动配电网的优化 系统研究以及主动配电网管理模式提供参考。 1 配电网协同优化系统发展及其典型结构 1 1 国内外协同优化系统发展概述 主动配电网理论创新的进步为解决未来大规模 高渗透率新能源并网提供了技术支撑，同时也对目 前的配电网运行控制技术提出了更高的要求。 近年来，世界各国对主动配电网的重视程度日 益提升，世界范围内已经针对主动配电网( 智能配 电网) 实施了不少示范工程9J ，包括美国、澳大 利亚、意大利1 _ 、日本2o 等。各个项目差别较大， 涉及技术各不相同，未形成统一标准，且大部分示 范项目仍然将控制集中于中高压配电网，不能有效 解决配电网“最后一公里( 1 a s tm i l e ) ”中的关键技术 问题。对协同优化系统的名称描述也具有一定的多 样性，包括目前较为常用的“先进配电管理系统”， “配电网管理系统智能调度系统”