论文部分内容阅读
摘要:许多分配式能源资源被接入到了配电网中,给配电网的应用性能提出了更高的要求,只有不断提高配电网的安全性和可靠性才能满足目前的发展需求。传统电网在应用的过程中只能进行单向传输,而分配式电源的接入为配电网提出了更多的可能性,但是由于分配式电源的随机性特点,无法对其进行有效的控制。而交直流混合主动配电网的建设,可以提高对电源的控制能力,实现对能源的配送和优化,保证了配电网中能源输送的可靠性。
关键词:交直流混合;主动配电网;关键技术
一、组网技术
1、柔性组网技术
柔性组网使用柔性直流装置等电力电子技术,在适当的区域选择合适的电网连接方式及设备结构型式,并采用负载均衡、潮流调整等控制技术,使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势,互联共存,提升分布式能源接纳能力、提高可靠性和供电能力,支撑未来配电网的广泛互联。
2、能量路由器
能量路由器是未来配电网能量和信息广泛互联的主要节点设备,通过柔性变压、双向潮流控制、有功无功解耦控制、电能质量治理、电压支撑、不间断供电等多种柔性控制技术,为电网提供灵活调节能力。并结合感知元件和信息交互,采用自检测、自诊断、自保护等技术,提升设备安全和互动能力。
3、即插即用的标准接口
即插即用的标准接口在未来配电网中有着不可替代的作用,在应用的过程中可以实现对数据和电源的交流和共享。这类接口的应用原理是将信息技术与物理技术相结合,还有一些先进的技术比如模型技术、实时感应技术、拓展性信息技术等,可以将某地区的本地电力数据与配电网数据联系在一起,可以实现电力资源的双向流动,还可以让接口中的电流被配电网识别出来,可以进行自动管理。
二、单元级综合感知技术
1、智能传感器网络技术
智能传感器也是未来配电网的主要设备之一,可以对各种信息进行精确性的感知,其中也包括空间信息,并可以将其转化为其他可以应用的数据;利用智能传感器可以建立自动化通信网络,可以进灵活运用,广泛收集电网中的数据,为配电网的运行提供参考数据。该种设备在应用的过程中非常灵活,而且使用的能源量非常少,可以根据配电网的实际需求自动进行参数是的设置,还可以对配电网进行远程控制。
2、智能配电终端单元技术
该项技术在应用的过程中可以自动获取电气信息,还可以将传感器收集到的信息进行汇总和收集,并将相关信息上传到自动化通信网络中。智能配电终端可以对多种信息进行收集和整理,对于不正确的数据可以自动识出来,对配电网中的电力能源和电力荷载进行全面掌握,如果配电系统在运行过程中出现问题,智能终端就可以直接检测出来。还可以对各个方面的用电需求进行精准性预测,然后将电力资源进行协调分配,保证电力资源的有效利用。
三、运行控制技术
1、网络拓扑灵活控制技术
在安全约束条件下,考虑经济性以及设备利用率,灵活地对网络拓扑结构进行重构;基于态势感知,在多路电源切换时实现无电压暂降和短时中断的安全合环控制;以提高供电可靠性为目标,在故障和紧急状态下进行自愈拓扑控制。
2、柔性潮流控制技术
基于柔性直流控制技术,在正常运行时,以经济优质为目标,在故障和紧急状态下,以安全可靠为目标,对潮流大小和方向进行柔性控制。
3、电压暂降治理技术
针对电压敏感的重要用户和分布式电源,通过基于快速开关的快速切换技术,解决电压暂降和短时供电中断对分布式电源和敏感负荷的影响。
4、新能源接入电压控制技术
将新能源接入到配电网中,无法对电网进行有效的控制,增加了配电网实际应用难度。可以根据本地电力情况结合总体来进行新能源接入电压控制。新能源接入电压控制技术可以对每个接入点的电力能源进行有效的控制,还可以对新能源的流动方向进行跟踪和预测,根据实际情来确定是否需要对该接入点进行电源调节,可以实现对配电网的全面控制。另外,配电系统会设置指定的电压值,利用相关设备对个各个区域中的电压进行联合控制,确保新能源接入后配电网可以正常运行。
四、保护技术
1、交直流混合配电网保护技术
随着未来电网朝着开放接入、灵活可控的方向发展,直流配电网络必然成为配电网中不可缺少的一部分。针对低压直流配电网,通过直流断路器,实现故障快速隔离。针对交直流混合配电网,利用多端故障信息和差动保护原理,通过交流侧断路器,实现故障可靠隔离;基于行波故障信息和全网络精确对时技术,实现直流线路的快速精确定位。
2、自适应保护
未来配电网由于分布式电源的大量接入,系统运行方式灵活、潮流多变,保护如何适应是关键。基于本地量测的电压电流,实时获取系统的运行方式,在线调整保护定值,实现保护对系统运行方式的自适应;基于微机保护的可记忆特性,利用线性网络特点,实现保护对潮流变化的自适应;基于电力电子设备的控制特征和实时量测信息,实现交直流混合配电网保护配置的自适应。
五、储能技术
不同储能形式在规模、功率密度、能量密度、转换效率、速率、寿命、成本、可用性、技术成熟上各有优缺,针对规模化储能系统,将不同的储能介质结合使用,通过对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制,发挥各自优势,实现混合储能系统的高效、经济和可靠运行。分布式的电力储存,目前多为锂电池。电池成组的一致性、长期运行的均衡性等存在诸多问题。通过新型的电池成组技术、储能系统的可用容量与功率的动态评估技术、多优化目标下储能系统的充放电技术,实现系统的优化高效运行。
通过在对车辆用能的分析和用户行为规律信息开放及交互基础上,实现电动汽车即插即用及移动储能系统状态的自主评估与分析,通过车辆集群及自主智能控制,实现与新能源发电之间的相互协同增效,平抑可再生功率波动,提高新能源发电消纳和存储能力,并提高配电系统能量利用的整体效率;利用其移动储能更有自由的时空特性,提供紧急救援。
结语:
交直流混合主动配电网支持分布式能源的灵活接入和充分消纳,平抑分布式新能源波动对配电网的影响,提高用户的电能质量和供电可靠性,提升能量传输网络的优化配置能力,示范建设区域能源互联网,实现区域多种能源优化协调控制,提高配網设备利用率。交直流混合主动配电网的建设,对未来配电网发展模式进行了探索,将对配电网发展产生深远的影响。
参考文献:
[1]齐琛,汪可友,李国杰,等. 交直流混合主动配电网的分层分布式优化调度[J].中国电机工程学报,2017,37(7):1909-1917.
[2]HUANG Renle,CHENG Lin,LI Hongtao. 交直流混合主动配电网关键技术研究[J]. Electric Power Construction,2015,36(1):46-51.
关键词:交直流混合;主动配电网;关键技术
一、组网技术
1、柔性组网技术
柔性组网使用柔性直流装置等电力电子技术,在适当的区域选择合适的电网连接方式及设备结构型式,并采用负载均衡、潮流调整等控制技术,使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势,互联共存,提升分布式能源接纳能力、提高可靠性和供电能力,支撑未来配电网的广泛互联。
2、能量路由器
能量路由器是未来配电网能量和信息广泛互联的主要节点设备,通过柔性变压、双向潮流控制、有功无功解耦控制、电能质量治理、电压支撑、不间断供电等多种柔性控制技术,为电网提供灵活调节能力。并结合感知元件和信息交互,采用自检测、自诊断、自保护等技术,提升设备安全和互动能力。
3、即插即用的标准接口
即插即用的标准接口在未来配电网中有着不可替代的作用,在应用的过程中可以实现对数据和电源的交流和共享。这类接口的应用原理是将信息技术与物理技术相结合,还有一些先进的技术比如模型技术、实时感应技术、拓展性信息技术等,可以将某地区的本地电力数据与配电网数据联系在一起,可以实现电力资源的双向流动,还可以让接口中的电流被配电网识别出来,可以进行自动管理。
二、单元级综合感知技术
1、智能传感器网络技术
智能传感器也是未来配电网的主要设备之一,可以对各种信息进行精确性的感知,其中也包括空间信息,并可以将其转化为其他可以应用的数据;利用智能传感器可以建立自动化通信网络,可以进灵活运用,广泛收集电网中的数据,为配电网的运行提供参考数据。该种设备在应用的过程中非常灵活,而且使用的能源量非常少,可以根据配电网的实际需求自动进行参数是的设置,还可以对配电网进行远程控制。
2、智能配电终端单元技术
该项技术在应用的过程中可以自动获取电气信息,还可以将传感器收集到的信息进行汇总和收集,并将相关信息上传到自动化通信网络中。智能配电终端可以对多种信息进行收集和整理,对于不正确的数据可以自动识出来,对配电网中的电力能源和电力荷载进行全面掌握,如果配电系统在运行过程中出现问题,智能终端就可以直接检测出来。还可以对各个方面的用电需求进行精准性预测,然后将电力资源进行协调分配,保证电力资源的有效利用。
三、运行控制技术
1、网络拓扑灵活控制技术
在安全约束条件下,考虑经济性以及设备利用率,灵活地对网络拓扑结构进行重构;基于态势感知,在多路电源切换时实现无电压暂降和短时中断的安全合环控制;以提高供电可靠性为目标,在故障和紧急状态下进行自愈拓扑控制。
2、柔性潮流控制技术
基于柔性直流控制技术,在正常运行时,以经济优质为目标,在故障和紧急状态下,以安全可靠为目标,对潮流大小和方向进行柔性控制。
3、电压暂降治理技术
针对电压敏感的重要用户和分布式电源,通过基于快速开关的快速切换技术,解决电压暂降和短时供电中断对分布式电源和敏感负荷的影响。
4、新能源接入电压控制技术
将新能源接入到配电网中,无法对电网进行有效的控制,增加了配电网实际应用难度。可以根据本地电力情况结合总体来进行新能源接入电压控制。新能源接入电压控制技术可以对每个接入点的电力能源进行有效的控制,还可以对新能源的流动方向进行跟踪和预测,根据实际情来确定是否需要对该接入点进行电源调节,可以实现对配电网的全面控制。另外,配电系统会设置指定的电压值,利用相关设备对个各个区域中的电压进行联合控制,确保新能源接入后配电网可以正常运行。
四、保护技术
1、交直流混合配电网保护技术
随着未来电网朝着开放接入、灵活可控的方向发展,直流配电网络必然成为配电网中不可缺少的一部分。针对低压直流配电网,通过直流断路器,实现故障快速隔离。针对交直流混合配电网,利用多端故障信息和差动保护原理,通过交流侧断路器,实现故障可靠隔离;基于行波故障信息和全网络精确对时技术,实现直流线路的快速精确定位。
2、自适应保护
未来配电网由于分布式电源的大量接入,系统运行方式灵活、潮流多变,保护如何适应是关键。基于本地量测的电压电流,实时获取系统的运行方式,在线调整保护定值,实现保护对系统运行方式的自适应;基于微机保护的可记忆特性,利用线性网络特点,实现保护对潮流变化的自适应;基于电力电子设备的控制特征和实时量测信息,实现交直流混合配电网保护配置的自适应。
五、储能技术
不同储能形式在规模、功率密度、能量密度、转换效率、速率、寿命、成本、可用性、技术成熟上各有优缺,针对规模化储能系统,将不同的储能介质结合使用,通过对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制,发挥各自优势,实现混合储能系统的高效、经济和可靠运行。分布式的电力储存,目前多为锂电池。电池成组的一致性、长期运行的均衡性等存在诸多问题。通过新型的电池成组技术、储能系统的可用容量与功率的动态评估技术、多优化目标下储能系统的充放电技术,实现系统的优化高效运行。
通过在对车辆用能的分析和用户行为规律信息开放及交互基础上,实现电动汽车即插即用及移动储能系统状态的自主评估与分析,通过车辆集群及自主智能控制,实现与新能源发电之间的相互协同增效,平抑可再生功率波动,提高新能源发电消纳和存储能力,并提高配电系统能量利用的整体效率;利用其移动储能更有自由的时空特性,提供紧急救援。
结语:
交直流混合主动配电网支持分布式能源的灵活接入和充分消纳,平抑分布式新能源波动对配电网的影响,提高用户的电能质量和供电可靠性,提升能量传输网络的优化配置能力,示范建设区域能源互联网,实现区域多种能源优化协调控制,提高配網设备利用率。交直流混合主动配电网的建设,对未来配电网发展模式进行了探索,将对配电网发展产生深远的影响。
参考文献:
[1]齐琛,汪可友,李国杰,等. 交直流混合主动配电网的分层分布式优化调度[J].中国电机工程学报,2017,37(7):1909-1917.
[2]HUANG Renle,CHENG Lin,LI Hongtao. 交直流混合主动配电网关键技术研究[J]. Electric Power Construction,2015,36(1):46-51.