配電網(wǎng)有“主動”和“被動”之分嗎？答案是肯定的。
來看一個主動的案例。
炎炎夏日的一個上午，某大城市中，隨著大批空調(diào)逐步開啟，用電負荷直線攀升，逼近電網(wǎng)所能承受的最高值。主動配電網(wǎng)主動作為，果斷發(fā)出“精確制導(dǎo)”的指令，讓部分客戶家中的空調(diào)停運。幾分鐘后，負荷曲線趨于平緩，電網(wǎng)風險化解……
這不是電影里的場景。在不久的將來，隨著“主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”863課題研究成功，這樣的場景就將成為現(xiàn)實。
為什么要進行這項課題研究？它有何特點？對供電企業(yè)和客戶來說，它能帶來哪些好處？為此，本報記者進行了詳細調(diào)查。
為什么要研究主動配電網(wǎng)？
分布式電源大量進入配電網(wǎng)，到一定程度，傳統(tǒng)配電網(wǎng)將面臨“電流倒送”危險
提及主動配電網(wǎng)的研究，有必要先認識一下配電網(wǎng)的概念和分布式電源的特點。
配電網(wǎng)，指的是在電力網(wǎng)中起分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)。打個形象的比喻，如果把電網(wǎng)主網(wǎng)比作人體的“主動脈”，那么，配電網(wǎng)就是四通八達的“毛細血管”，用戶則處于這些毛細血管的最末端。電由大型發(fā)電廠發(fā)出，流經(jīng)主網(wǎng)，通過配電網(wǎng)送到用戶，就如血從心臟流出，流經(jīng)主動脈，通過毛細血管輸送至全身一樣。電流自上而下流動，就如同大河衍變成小河，再從小河衍變成小溪。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中，線路選型、設(shè)備選型、相應(yīng)的繼電保護、潮流控制、計量，考慮的都是單方向流動的特點。
分布式電源的出現(xiàn)，使得用戶可以不再被動地接受電網(wǎng)輸送的“血液”補給，而是具有了“造血”的能力。但隨著分布式電源不斷增多，“造血”的量不斷增加，其分散性、不穩(wěn)定性、間歇性的特點，則使得這些新造“血液”不能平緩、定量、持續(xù)地輸入“毛細血管”。當分布式電源增多到一定的程度，就會影響傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特性。這意味著，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護、控制策略將失效，電網(wǎng)的供電可靠性將受到影響。
國網(wǎng)北京電力科信部副主任黃仁樂告訴記者：“根據(jù)國外的經(jīng)驗，分布式電源接入容量原則上不超過配電網(wǎng)容量的30%，否則，電流可能產(chǎn)生倒送，有些保護和控制就會誤動。”
為對日益增長的分布式電源加以有效控制，主動配電網(wǎng)的研究被提上日程。
什么是主動配電網(wǎng)？
“看”得更寬更遠，“聽”到更多信息，主動服務(wù)分布式電源，預(yù)判化解停電危險
什么是主動配電網(wǎng)呢？
黃仁樂給出這樣的定義，“主動配電網(wǎng)是內(nèi)部具有分布式或分散式能源，具有控制和運行能力的配電網(wǎng)。主動配電網(wǎng)有四個特征，一是具備一定分布式可控資源，二是有較為完善的可觀可控水平，三是具有實現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化管理的管控中心，四是可靈活調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)”。
“可觀性”體現(xiàn)在，主動配電網(wǎng)控制中心可以監(jiān)測到主網(wǎng)、配電網(wǎng)和用戶側(cè)的負荷和分布式電源的運行情況，在此基礎(chǔ)上利用態(tài)勢感知技術(shù)預(yù)測其發(fā)展狀態(tài)，提出優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略。“可控性”體現(xiàn)在對分布式電源、儲能、負荷等的靈活有效控制上。當優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略制定出來以后，通過控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)有效的執(zhí)行。
通俗地講，主動配電網(wǎng)有更大的可觀測范圍，能掌握更多信息。
目前對電網(wǎng)的監(jiān)測范圍只能到配電網(wǎng)，沒有辦法知道用戶更多的實際用電信息，比如說，有沒有使用空調(diào)、安裝光伏，有哪些重要設(shè)備，更不可能知道用戶的用電行為習(xí)慣，什么時候洗衣服、開空調(diào)……主動配電網(wǎng)卻可以知道這些信息，進而主動服務(wù)用戶，滿足用戶的需求。它通過自動采集到的信號，進行數(shù)據(jù)分析掌握相關(guān)信息，為用戶提供最優(yōu)方案。供電企業(yè)事先可以將網(wǎng)絡(luò)和負荷準備好，提醒用戶在合適的時機選擇用電等。用戶可以隨時查詢到實時的電價，來調(diào)整用電行為，節(jié)省電費支出，還可以查詢到周邊分布式電源有哪些，自主選用，實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的電力資源最優(yōu)分配等。
主動配電網(wǎng)的“主動”，還體現(xiàn)在對有可能出現(xiàn)的危險進行預(yù)判，并制定一定應(yīng)對策略，通過控制中心有效執(zhí)行，而不是像傳統(tǒng)配電網(wǎng)只能在故障發(fā)生后才被動地采取措施。
黃仁樂給記者舉了一個例子。當即將遭遇暴雨時，哪些線路有可能遭遇雷擊，可以通過控制中心對電流進行控制，使其繞過這些線路，防止大面積停電的發(fā)生，這需要用上一項關(guān)鍵技術(shù)——態(tài)勢感知技術(shù)。
主動配電網(wǎng)好在哪里？
有力促進新能源消納，形成分布式電源和配電網(wǎng)相互備用格局，為用電客戶節(jié)約電費
作為課題牽頭研究單位，國網(wǎng)北京電力相關(guān)負責人介紹說，主動配電網(wǎng)研究背后，有現(xiàn)實的強烈需求。
近年來，首都新能源、電動汽車等快速發(fā)展，都對配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運營管理提出了新要求。課題的立項，為解決以上問題提供了契機。課題的意義還遠不止于此——它將引領(lǐng)我國智能配電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展方向，具有巨大的經(jīng)濟和社會效益。
對用戶來說，靈活接入主動配電網(wǎng)，意味著更高的供電可靠性和供電質(zhì)量。分布式電源和電網(wǎng)供電可以互為備用電源，減少停電時間，縮小停電面積，提升終端能源的利用效率。對消費者來說，主動參與需求響應(yīng)和電網(wǎng)運行，不僅能大大提高用電的自主性，也能直接節(jié)約電費支出。打個比方，在電網(wǎng)負荷較高時，客戶可以將自家的分布式電源所發(fā)的電賣電給電網(wǎng)，而在電網(wǎng)負荷較低時，用大電網(wǎng)的電，最大限度減少電費指出。
對電網(wǎng)企業(yè)來說，主動配電網(wǎng)的投入將使運營成本大大降低。高效運行的主動配電網(wǎng)可以提高電能傳輸效率，帶來節(jié)能效益；多電源協(xié)同則可有效解決地區(qū)輸配電能力不足等問題，保證電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行；還可以進行有效的移峰填谷——如本文開頭所說的那樣精確控制負荷，減少系統(tǒng)故障率等。
主動配電網(wǎng)的投運，亦可解決可再生能源的消納問題。它的投運將提高地區(qū)清潔能源和可再生能源的占比，實現(xiàn)可再生能源全部消納，改善環(huán)境，還將推動智能樓宇等一系列智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的建設(shè)發(fā)展。
記者了解到，“主動配電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”863課題由國網(wǎng)北京市電力公司牽頭，國網(wǎng)福建省電力有限公司、中國電科院、清華大學(xué)等共同參與，匯集了配網(wǎng)規(guī)劃等領(lǐng)域的頂級專家，目前已進入正式研究階段。課題將以北京未來科技城及福建海西廈門島供電區(qū)域為示范對象，建成高品質(zhì)、高效率、高互動、高集成的示范工程。
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