炎炎夏日的早晨,在壹個大城市,隨著大量空調的逐漸開啟,用電負荷猛增,逼近電網所能承受的最大值。主動配電網主動出擊,果斷下達“精準引導”命令,關閉部分客戶家中空調。幾分鐘後負荷曲線趨於平緩,電網風險化解...
這不是電影裏的場景。在不久的將來,隨著863項目“主動配電網運行關鍵技術研究與示範”的成功,這樣的場景將成為現實。
為什麽要進行這項研究?它有什麽特點?能給供電企業和客戶帶來哪些好處?為此,本報記者進行了詳細調查。
為什麽要研究主動分銷網絡?
大量分布式電源進入配電網,在壹定程度上,傳統配電網將面臨“電流反向”的危險
參考有源配電網的研究,有必要了解配電網的概念和分布式電源的特點。
配電網是指在電力網絡中起分配電能作用的網絡。打個形象的比方,如果把電網主網比作人體的“主動脈”,那麽配電網就是四通八達的“毛細血管”,用戶就在這些毛細血管的末端。電力由大型發電廠產生,流經主網,通過配電網送到用戶手中,就像血液從心臟流出,流經主動脈,通過毛細血管輸送到全身壹樣。電流從上到下流動,就像壹條大河變成壹條小河,再從壹條小河變成壹條小溪。在傳統配電網中,線路選擇、設備選擇、相應的繼電保護、潮流控制和計量都考慮單向流的特性。
隨著分布式電源的出現,用戶不再是被動地接受電網的“血液”供應,而是具備了“造血”能力。然而,隨著分布式電源數量的不斷增加,造血量也在不斷增加,其分散性、不穩定性和間歇性的特點使得這些新創造的血液無法順利、定量、持續地輸入毛細血管。當分布式電源的數量增加到壹定程度時,就會影響傳統配電網的特性。這意味著傳統的配電網保護和控制策略將失效,電網的供電可靠性將受到影響。
國家電網北京電力信息部副主任黃仁樂告訴記者:“根據國外經驗,分布式電源的接入容量原則上不應超過配電網容量的30%,否則可能出現電流倒流,部分保護和控制會出現誤動作。”
為了有效控制日益增長的分布式發電,主動配電網的研究已經提上日程。
什麽是主動分銷網絡?
“看”得更寬更遠,“聽”到更多信息,主動服務分布式電源,預測和化解停電危險。
什麽是主動分銷網絡?
黃仁樂給出了這樣的定義,“主動配電網是具有分布式或分散式能源和控制運行能力的配電網。主動配電網有四個特點:壹是具有壹定的分布式可控資源;二是具有比較完善的可控水平;三是有管控中心,實現協同優化管理;第四,它具有靈活的網絡拓撲。”
“可觀測性”體現在主動配電網控制中心能夠監測主網、配電網和用戶側的負荷以及分布式電源的運行情況,並在此基礎上利用態勢感知技術預測其發展狀態,提出最優的協調控制策略。“可控性”體現在對分布式電源、儲能和負載的靈活有效控制。當制定了最優協調控制策略時,可以通過控制中心有效地實施。
壹般來說,主動配電網的可觀測範圍更大,能掌握更多的信息。
目前電網的監控範圍只能到達配電網,沒有辦法了解用戶實際用電的更多信息,比如是否使用空調,是否安裝光伏設備,有哪些重要設備,更不可能知道用戶的用電習慣,什麽時候洗衣服開空調...主動分發網絡可以知道這些信息,從而主動服務用戶,滿足他們的需求。通過自動采集的信號,進行數據分析,掌握相關信息,為用戶提供最佳方案。供電企業可以提前做好網絡和負荷準備,提醒用戶適時選電。用戶可以隨時查詢實時電價來調整用電行為,節省電費支出,還可以查詢周邊分布式電源有哪些,自主選擇,實現壹定區域內電力資源的優化配置。
主動配電網的“主動性”還體現在預測可能出現的危險,制定壹定的應對策略,並通過控制中心有效實施,而不是傳統配電網中出現故障後被動采取措施。
黃仁樂給記者舉了個例子。暴雨即將發生時,哪些線路可能被雷擊,控制中心可以控制電流繞過這些線路,防止大面積停電的發生,這就需要用到壹項關鍵技術——態勢感知技術。
活躍的分銷網絡在哪裏?
有效促進新能源消納,形成分布式電源和配電網互為備用的格局,為電力客戶節省電費。
作為該項目的牽頭研究單位,國網北京電力相關負責人表示,主動配電網的研究背後有著強烈的需求。
近年來,首都新能源和電動汽車的快速發展,對配電網的規劃、建設和運行管理提出了新的要求。該項目的建立為解決上述問題提供了契機。該項目的意義遠不止於此——它將引領我國智能配電網的發展方向,具有巨大的經濟效益和社會效益。
對用戶來說,靈活接入主動配電網意味著更高的供電可靠性和質量。分布式電源和電網電源可以互為備用電源,可以減少停電時間,縮小停電面積,提高終端能源的利用效率。對於消費者來說,積極參與需求響應和電網運營,不僅可以大大提高用電的自主性,還可以直接節省電費支出。例如,當電網負荷高時,客戶可以將自己的分布式電源產生的電力出售給電網,而當電網負荷低時,他們可以使用大電網的電力,以最大限度地減少電費。
對於電網企業來說,主動配電網的投入將大大降低運營成本。高效的主動配電網可以提高電能傳輸效率,帶來節能效益;多電源合作可有效解決區域輸配電能力不足等問題,保障電網穩定可靠運行;還可以進行有效的移峰填谷——精確控制負荷,降低系統故障率就像本文開頭提到的。
主動配電網的運行還可以解決可再生能源的消納問題。它的投產將提高該地區清潔能源和可再生能源的比例,實現可再生能源的總量消納,改善環境,促進智能建築等壹系列智能電網相關技術的建設和發展。