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智能電網的前奏曲:主動配電網

時間:2018-7-26 17:38:26點擊:

  介:根據用戶何時洗衣服、開空調等用電行為習慣,供電企業事先準備好網絡和負荷,為用戶提供定制電力服務。用戶則可以隨時查詢到實時電價,以調整用電行為節省電費,還可以查詢選用周邊的分布式電源,實現一定區域內的電...
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  根據用戶何時洗衣服、開空調等用電行為習慣,供電企業事先準備好網絡和負荷,為用戶提供定制電力服務。用戶則可以隨時查詢到實時電價,以調整用電行為節省電費,還可以查詢選用周邊的分布式電源,實現一定區域內的電力資源最優分配。
  這不是什么天馬行空的想象,而是業內專家描繪的關于未來智能電網的美好藍圖。
  配電網發展的方向———主動配電網
  “盡管我國智能電網發展取得了一定成績,但由于投資、體制、歷史欠賬等因素影響,電力系統特別是配電網發展仍相對滯后。”中國電力企業聯合會黨組書記楊昆在“2015智能電力系統峰會”上表示,我國配電自動化系統的總體覆蓋率只有13%,配電網故障自動判別和網絡自愈應用范圍小,難以發揮規模效益;而且與國際先進水平相比,我國城市電網的供電可靠性水平仍有較大差距。可以說,解決當前供電可靠性不足和提高電能質量是未來配電網發展的重點,現有的配電網已經區別于傳統意義的配電網,正在變得越來越復雜,大步向主動配電網邁進。
  據北京電力經濟技術研究院副院長張凱介紹,主動配電網的概念是國際大電網會議在2008年提出的,是通過使用靈活的網絡拓撲結構來管理潮流,能夠對不同區域中的分布式能源設備進行主動控制和主動管理的配電系統。張凱認為,主動配電網區別于被動配電網主要有4個特征,“一是具備一定比例的分布式可控資源,二是網絡拓撲可靈活調節的配電網,三是較為完善的可觀可控水平,四是具有實現協調優化管理的管控中心。”隨著以風電、光伏發電等分布式電源在配電網中的滲透率日趨升高,具有較大波動性的大規模間歇式能源給電網的穩定、安全帶來較大影響。國家電網全球能源互聯網辦公室合作處處長林弘宇坦誠道,一說大電網互聯好像電網就排斥分布式,其實不是。“能夠滿足綠色可再生能源的高度利用以及實現配電網雙向潮流靈活控制的主動配電網絡,正是從根本上解決配電網高度兼容分布式能源的有效技術手段,這也是配電網未來主要的發展模式。”
  改變配電網背后的推手———分布式能源
  縱觀能源發展趨勢,隨著一系列政策的制定,分布式能源發展已上升到國家的戰略高度,未來必然將有更多的分布式能源接入電網。最新的電力體制改革9號文件,28項內容中就有4項和分布式有關系,配套文件達6個。在第十一屆中國分布式能源國際論壇上,國家電網能源研究院博士黃碧斌就分布式電源的發展目標初步預測,2020年分布式電源裝機容量1.87億千瓦,占同期全國總裝機的9.1%;2030年達到5億,占同期全國總裝機17.3%,年均增長占比近1個百分點。信達證券公司能源互聯網首席研究員曹寅分析,中國將來一定會有大量的分布式電源并網,其中包括分布式光伏或者小型儲能電站等。小型電源會通過互聯網聚合起來替代大電源,充分發揮分散性、智能性的優勢。
  具備新特征的主動配電網正是為了應對分布式電源高滲透率對配電網控制提出的一系列新挑戰,世界各國都希望在該領域先人一步。據統計,截至2013年,全球范圍內共有包括美國、澳大利亞、日本、意大利、德國、英國等在內的11個國家和地區開展了24個具有創新性的主動配電網項目。我國在密切跟蹤主動配電網技術前沿的同時,也積極進行試點示范工程建設,2012年開展了“主動配電網的間歇式能源消納及優化技術研究與應用”863課題研究,并在廣東電網進行示范。
  2014年起,“多源協同的主動配電網運行關鍵技術研究及示范”分別在北京、福建、貴州開展研究與示范建設。今年9月,國家發展改革委公布的《關于加快配電網建設改造的指導意見》則通過行政手段再次明確要求完善新能源和分布式電源接入體系,提出有序建設主動配電網、微電網,鼓勵應用分布式多能源互補、發電功率預測等方式,提高分布式電源與配電網協調能力。
  實現主動配電網的技術支持———大數據分析
  論及如何才能達成發展主動配電網的目標,張凱談到四個環環相扣的技術手段。首先是全面提升主動配電網的感知能力;第二是運用大數據分析技術;第三是實現規劃運行一體化;第四是提高控制的有效性。尤其是對于如今炙手可熱的大數據分析技術,張凱的態度客觀而實用,“我們期望用數據創造能源價值。只有通過數據的收集,數據的分析評價,提高整理效率,數據才能創造能源價值。”比如運用大數據分析技術,生成將智能電表數據與網絡拓撲、SCADA等有機結合的面向用電的應用,進行用電行為分析,為用戶提供定制供電服務;通過非技術性網損分析,減少竊電;通過配電變壓器負載在線監測提高資產利用率;通過饋線自愈控制提高電網供電可靠性;運用大數據分析技術還能做到精準的負荷預測和分布式發電預測,深度挖掘數據價值來為用戶提供高品質服務。
  未來配電網的功能應當是將電源和用戶需求有效連接起來,允許雙方共同決定如何最好地實時運行,因此自愈和互動將是電網智能化的標志。那時,大規模分布式發電將并入電網,這就要求智能配電網通過分散式智能協調,實現電網的自愈、自治和自組織,使分布式發電完全整合到智能電網中運行。“總之,要充分利用主動配電網的可控資源,研究可以實現主動規劃、感知、管理、控制與服務的裝置與系統,更好地解決主動配電網的新問題和現有配電網的老問題,實現主動配電網的運行目標,即高電能品質,高運行可靠性,清潔能源的高滲透率,為主網提供電能與備用服務。”張凱如是總結。

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