基于一体化思维的主动配电网设计方法研究.pdf

电工技术电气设计
基于一体化思维的主动配电网设计方法研究
钱若晨
(国网浙江海盐县供电公司,浙江海盐314300)
摘要】介绍主动配电网的定义和特征,分析主动配电网的设计要点与要求,提出基于“分步推进”和“一步一反
愦”的渐进优化式总体设计思路,最后勾画出统筹分布式电源接入、实时数据采集、配电网自动化配置、
次接线优化等多层面的主动配电网一体化设计流程。
关键词主动配电网一体化思维配网设计分布式电源
中图分类号TM726
0引言
2主动配电网的设计要求
随着微电网的兴起和智能电网的推进,主动配电网的
主动配电网的设计,既有与传统配电网一脉相承的
概念于2008年被国际大电网会议所提出,并被确定为今
面,又有其独特之处
后配电网的主要发展方向。近几年来,国内外电力专家投
(1)负荷预测层面。配电网设计是为了满足供电需
入大量精力研究主动配电网的各个层面,使得该新兴领域
求,因此其设计基础仍是负荷预测。但与传统配电网相
逐渐被充实。文献[1,2]分析了主动配电网的可行性、必
比,进行主动配电网设计时的负荷预测在深度和广度上均
要性;文献[3]侧重说明主动配电网的规划问题;文献[4,
发生了巨大变化,见表1(分布式电源出力可视作负的负
5研究了主动配电网的保护、控制和调度等方面的技术要
点;文献[6]阐述了分布式电源接人对传统配网的影响荷)。
等等。
表1两类配电网设计时的负荷预测要求比对
总之,关于主动配电网的研究已经如火如茶地展开,
配网类型
预范
预测椅度
备注
也取得了许多重要成果,但是如何有效进行主动配电网的
主动配电网
分布负荷大小+对小区域内的正负负荷预測的
分布式电源出力精度要求很高
均需
设计尚存在巨大开拓空间。本文将根据主动配电网的性能
特征,提出基于“一体化”思维的设计方法,以期为提升
被动配电网总体负荷大小、数仅对載大区城的预测要信息
主动配电网设计水平抛砖引玉。
(2)一次网架设计层面。鉴于主动配电网是在传统配
1主动配电网概述
网基础上发展起来的,为了保证建设经济性和过渡平滑
性,设计时应充分考虑对原有网络的继承;另外,如何吸
主动配电网与分布式电源是密切相关的,但其不局限纳微电网(分布式电源十储能系统)也是一次网架设计的重
于简单地为分布式能源提供上网通道,更重要的是要具备
点。以上叙述可由图1进行展示
对分布式电源的调控能力,使配网由“被动”转变为“主
动”。根据文献[2,5]的描述,要成为主动配电网,必须
次网架设计关注点
设备
在以下层面有所“突破”。
微电网层面
(1)一次网架要能适应高渗透率分布式电源以各种可
与现有
网络的
线型
能的方式接入。这主要是要求配电网应拥有完备的潮流调
选择
让分布式发电
理控制特定
衔接
就地消纳
区段的分布式
节和电压控制手段(因分布式电源并网会对原有网络造成
发电涉透
接线
开关
多方面影响)。
DG定容「储能单元
模式
配
(2)与配电网并行运行的通信网络的可靠性和带宽要
有质的提升,优化调控软件要适合多目标快速拽索需求
图1主动配电网一次网架设计的关注点图
以实现对整个网络的实时最优调节
(3)大二次设计层面。主动配电网环境下,线路故障
(3)继电保护和自动装置的配置应与単电源放射式网时的短路电流将不再是单向的,这就要求配置适当数量的
络有所区别,在同等故障情况下,要求主动配电网具有更方向保护;其次,主动配电网的交互数据是海量的,要实
高的供电可靠性。
现对其有效和及时的处理,就需要设计足够的通信带宽和
收稿日期:2016-06-03
作者简介:钱若晨(1987-),从事配电设计工作
341www.chinaet.net中国电工网
电气设计」电工技术
科学的调度架构。此外,要保证大二次系统相关硬件接口需要细化オ具备可操作性。文献[7门提出了“彗星图”概
具有足够的升级空间。
念,可用其来逐项展示任务节点的节点内容。以任务节点
(4)预留接口方面。主动配电网的实施是分步进行1为例的“彗星图”如图3所示,显然,绘制“彗星图”
的,其技术也在不断更新。为满足发展需要,设计主动配的要点是不漏项。
电网的一次网架、大二次系统时均应考虑适量的预留
表2以三要形式展示的任务节点示例
接口
节点輸入
节点内容
节点输出
(1)设计区域内分布的正反向(1)10kV线路的网架设计(1)一次系统原理
3基于一体化思维的主动配电网设计方法
负荷预测和上级电源可选情(2)10kV配电站的接线设计接线图
况,相当于任务节点1的输出(含配变选型)
一次系统地理
主动配电网体系复杂,其设计应本着“分步推进”和
(2)设计规则,相当于任务节点(3)DG接入优化
接线图
(4)设计方案仿真
(3)仿真计算结果
步一反馈”的渐进优化原则。另外,主动配电网包含
次接线、分布式电源、数据采集、继电保护、配网自动
し分布负质别
化等多个层次,且各层次相互耦合,因此应以一体化思维
分布式能源发电系统出力预汎
来考虑各层次的协同优化。要落实以上期望,关键是制定
上级电源变电站条件(可用主变
合理的设计流程、理清具体的设计任务节点、明确各任务
容量、出间隔等
负荷、分布式电源、上級电源
节点间的作用关系等
变电站地理分布图
3.1主体流程
可用线路通道地理分布日
进行主动配电网的一体化设计,首要的工作就是站在
图3节点任务的“当星”展示阳
顶层设计角度对各层次内容进行统筹,捋清其逻辑关系,3.3任务节点间的互动
然后做出主体流程刘分,如图2所示。
在主动配电网各任务节点建立后,就要设计一套体
(开始
系,将各任务节点有机串联,并体现出完善的过程控制,
自动控制系统设计⑤
①基本数据收繁与分析
这样才能实现一体化优化设计的目标。以4节点为例设计
与控制中心配合设计1
的任务节点推进体系如图4所示。
确定设计原则
和设计标准
通信系统设计⑦
反候
次系统设计及
仿真分析
形成设计文件③
开始」く)(2)つ
④继电保护设计
结束)
反
通过
修改
推进
图2主动配电网一体化设计的主体流程图
修改
(1)步骤①应承接配电网规刘方案,主要完成分布于
图4任务节点的推进体系图
区内的正负负荷预测(负的负荷指DG出力)、上级电源接
(1)以带数字圆圈表示“任务节点”,以带文字线段
入分析、地理分布图绘制等。
表示过程控制。
(2)步骤②是整个设计的灵魂,要综合国家标准、现
(2)整个任务推进呈现“前向单链式”趋势,即任
场实际等因素,明确一次设备选用准则、网络结构改动原节点的设计基础依赖前节点的输出(后节点输出不能作