配電網(wǎng)有“主動(dòng)”和“被動(dòng)”之分嗎

【專家解說】：來看一個(gè)主動(dòng)的案例。

炎炎夏日的一個(gè)上午，某大城市中，隨著大批空調(diào)逐步開啟，用電負(fù)荷直線攀升，逼近電網(wǎng)所能承受的最高值。主動(dòng)配電網(wǎng)主動(dòng)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(yùn)。幾分鐘后，負(fù)荷曲線趨于平緩，電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)化解……

這不是電影里的場景。在不久的將來，隨著“主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)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(shí)。

為什么要進(jìn)行這項(xiàng)課題研究？它有何特點(diǎn)？對供電企業(yè)和客戶來說，它能帶來哪些好處？為此，本報(bào)記者進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。

為什么要研究主動(dòng)配電網(wǎng)？

分布式電源大量進(jìn)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(xiǎn)

提及主動(dòng)配電網(wǎng)的研究，有必要先認(rèn)識一下配電網(wǎng)的概念和分布式電源的特點(diǎn)。

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(gè)形象的比喻，如果把電網(wǎng)主網(wǎng)比作人體的“主動(dòng)脈”，那么，配電網(wǎng)就是四通八達(dá)的“毛細(xì)血管”，用戶則處于這些毛細(xì)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(dòng)脈，通過毛細(xì)血管輸送至全身一樣。電流自上而下流動(dòng)，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(hù)、潮流控制、計(jì)量，考慮的都是單方向流動(dòng)的特點(diǎn)。

分布式電源的出現(xiàn)，使得用戶可以不再被動(dòng)地接受電網(wǎng)輸送的“血液”補(bǔ)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(diǎn)，則使得這些新造“血液”不能平緩、定量、持續(xù)地輸入“毛細(xì)血管”。當(dāng)分布式電源增多到一定的程度，就會(huì)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(hù)、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(yàn)，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(hù)和控制就會(huì)誤動(dòng)?！?br />
為對日益增長的分布式電源加以有效控制，主動(dòng)配電網(wǎng)的研究被提上日程。

什么是主動(dòng)配電網(wǎng)？

“看”得更寬更遠(yuǎn)，“聽”到更多信息，主動(dòng)服務(wù)分布式電源，預(yù)判化解停電危險(xiǎn)

什么是主動(dòng)配電網(wǎng)呢？

黃仁樂給出這樣的定義，“主動(dòng)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(yùn)行能力的配電網(wǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)有四個(gè)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(shí)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)”。

“可觀性”體現(xiàn)在，主動(dòng)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(fù)荷和分布式電源的運(yùn)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?fàn)顟B(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(chǔ)能、負(fù)荷等的靈活有效控制上。當(dāng)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(dòng)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(shí)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(shí)候洗衣服、開空調(diào)……主動(dòng)配電網(wǎng)卻可以知道這些信息，進(jìn)而主動(dòng)服務(wù)用戶，滿足用戶的需求。它通過自動(dòng)采集到的信號，進(jìn)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(fù)荷準(zhǔn)備好，提醒用戶在合適的時(shí)機(jī)選擇用電等。用戶可以隨時(shí)查詢到實(shí)時(shí)的電價(jià)，來調(diào)整用電行為，節(jié)省電費(fèi)支出，還可以查詢到周邊分布式電源有哪些，自主選用，實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的電力資源最優(yōu)分配等。

主動(dòng)配電網(wǎng)的“主動(dòng)”,還體現(xiàn)在對有可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)進(jìn)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(dòng)地采取措施。

黃仁樂給記者舉了一個(gè)例子。當(dāng)即將遭遇暴雨時(shí)，哪些線路有可能遭遇雷擊，可以通過控制中心對電流進(jìn)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(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——態(tài)勢感知技術(shù)。

主動(dòng)配電網(wǎng)好在哪里？

有力促進(jìn)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(fèi)

作為課題牽頭研究單位，國網(wǎng)北京電力相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，主動(dòng)配電網(wǎng)研究背后，有現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)烈需求。

近年來，首都新能源、電動(dòng)汽車等快速發(fā)展，都對配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營管理提出了新要求。課題的立項(xiàng)，為解決以上問題提供了契機(jī)。課題的意義還遠(yuǎn)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(jì)和社會(huì)效益。

對用戶來說，靈活接入主動(dòng)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(shí)間，縮小停電面積，提升終端能源的利用效率。對消費(fèi)者來說，主動(dòng)參與需求響應(yīng)和電網(wǎng)運(yùn)行，不僅能大大提高用電的自主性，也能直接節(jié)約電費(fèi)支出。打個(gè)比方，在電網(wǎng)負(fù)荷較高時(shí)，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(fù)荷較低時(shí)，用大電網(wǎng)的電，最大限度減少電費(fèi)指出。

對電網(wǎng)企業(yè)來說，主動(dòng)配電網(wǎng)的投入將使運(yùn)營成本大大降低。高效運(yùn)行的主動(dòng)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(yùn)行；還可以進(jìn)行有效的移峰填谷——如本文開頭所說的那樣精確控制負(fù)荷，減少系統(tǒng)故障率等。

主動(dòng)配電網(wǎng)的投運(yùn)，亦可解決可再生能源的消納問題。它的投運(yùn)將提高地區(qū)清潔能源和可再生能源的占比，實(shí)現(xiàn)可再生能源全部消納，改善環(huán)境，還將推動(dòng)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。