主动配电网新技术1/46 主动配电网概述主动配电网概述 1主动配电网关键技术体系主动配电网关键技术体系2总结和展望总结和展望 4目目 录录2/46 主动配电网的来源主动配电网的来源范范明明天天，，教教授授级级高高级级工工程程师师，，国国际际 大大 电电 网网 会会 议议（（CIGRE））中中国国配配电电与与分分布布式式发发电电（（C6））专专委委会会主主任任，，中中方方委委员员研研究究方方向向为为配配电电系系统统规规划划主主动动配配电系统规划电系统规划 2008年年CIGRE C6.11工工作作组组 发发 布布 的的 研研 究究 报报 告告 使使 用用 了了“active distribution networks （（ADN））”的的术术语语 ，，国国内内有有学学者者根根据据报报告告的的内内容容，，将将其翻译为其翻译为“主动配电网主动配电网”3/46 主动配电网的特点主动配电网的特点 主动配电网是主动配电网是可以综合控制分布式能源（分布式发可以综合控制分布式能源（分布式发电、柔性负载和储能）的配电网，可以使用灵活的网络电、柔性负载和储能）的配电网，可以使用灵活的网络构架实现潮流的有效管理，分布式能源在其合理的监管构架实现潮流的有效管理，分布式能源在其合理的监管环境和接入准则基础上承担对系统一定的支撑作用。
环境和接入准则基础上承担对系统一定的支撑作用4/46 PDNADN主动控制主动控制主动服务主动服务主动规划主动规划主动管理主动管理主动配电网核心理念主动配电网核心理念5/46 主动配电网与微电网主动配电网与微电网电网形式电网形式所属关系所属关系运行状态运行状态主动配电网主动配电网 企业电网企业电网常态并网、常态并网、条件孤岛条件孤岛微电网微电网客户电网客户电网常态孤岛、常态孤岛、条件并网条件并网6/46 主动配电网与智能电网主动配电网与智能电网强调能量强调能量 价值价值强调信息强调信息 价值价值智能智能电网电网被动被动网络网络微网微网 可靠可靠电网电网自治自治电网电网主动主动配电网配电网网络规模网络规模可持续性可持续性高效性高效性灵活性灵活性智能化智能化网络功能网络功能主动配主动配电网是电网是智能配智能配电网技电网技术发展术发展的高级的高级阶段技阶段技术7/46 ADINE工程工程保护定值自适应整定保护定值自适应整定反孤岛保护反孤岛保护基于基于DG的电压控制的电压控制基于静止同步补偿器的基于静止同步补偿器的电能质量控制电能质量控制电压协调控制电压协调控制 欧盟欧盟FP6主主 导导 的的ADINE(即即active distribution network)示范工程，其核心理念是利用自动化、信息、示范工程，其核心理念是利用自动化、信息、通信，以及电力电子等新技术实现对大规模通信，以及电力电子等新技术实现对大规模 接接 入入DG的的 配配 电电 网网 进进 行行 主主 动动 管管 理理 （（active work management）。
主动配电网的发展动态主动配电网的发展动态8/46 20122012年年863863项目项目““主动配电网的间歇主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用式能源消纳及优化技术研究与应用””，在广东电网示范，在广东电网示范主动配电网的发展动态主动配电网的发展动态20142014年年863863项目项目““多源协同多源协同的主动配电网运行关键技术的主动配电网运行关键技术研究及示范研究及示范””将分别在佛山、将分别在佛山、北京、贵阳、厦门进行示范北京、贵阳、厦门进行示范9/46 主动配电网的发展动态主动配电网的发展动态广东电网主动配电网示范工程广东电网主动配电网示范工程 能能够够自自主主协协调调控控制制间间歇歇式式新新能能源源与与储储能能装装置置等等分分布布式式发发电电单单元元，，积积极极消消纳纳可可再再生生能能源源并并确确保保网网络络的的安安全全经经济运行10/46 主动配电网的发展动态主动配电网的发展动态贵州主动配电网示范工程贵州主动配电网示范工程集集水水电电、、风风电电、、光光伏伏、、冷冷热热电电联联供供、、储储能能、、电电动动汽汽车车充充电电设设施施的的主主动动配配电电网网集集成成示示范工程。
范工程11/46 主动配电网关键技术体系主动配电网关键技术体系212/46 主动配电网关键技术体系主动配电网关键技术体系高渗透率分布式发电对配电网的影响高渗透率分布式发电对配电网的影响 1 3 2提高配电网的经济性提高配电网的经济性 ，考虑其可用率，为提高，考虑其可用率，为提高配电网规划效率提出新方向配电网规划效率提出新方向对电压稳定、继电保护、故障定位、能量管理对电压稳定、继电保护、故障定位、能量管理方面产生影响；也对配电网产生间歇性影响，方面产生影响；也对配电网产生间歇性影响，建立相应的并网技术进行控制管理建立相应的并网技术进行控制管理购售电双方角色变换，出现能量投资或运行商，购售电双方角色变换，出现能量投资或运行商，市场运营模式将面临新的变革市场运营模式将面临新的变革13/46 主动配电网关键技术体系主动配电网关键技术体系1ADNADN综合规综合规划设计划设计ADNADN运营运营模式模式ADNADN运行运行控制控制1.2.3.14/46 分布式能源分布式能源消纳模式消纳模式ADNADN的间歇式能源能量流的间歇式能源能量流点消纳点消纳线消纳线消纳面消纳面消纳主动配电网规划设计主动配电网规划设计15/46 主动配电网运行控制主动配电网运行控制主动配电网主动配电网消纳机制消纳机制16/46 ANDAND三种控三种控制方式制方式主动配电网运行控制主动配电网运行控制网侧运行控制模式网侧运行控制模式网侧运行控制模式源源—网双侧协调运行控制模式网双侧协调运行控制模式源侧运行控制模式源侧运行控制模式17/46 主动配电网运行控制主动配电网运行控制 电电网网侧侧应应用用ADMS，，仅仅依依靠靠直直接接对对中中压压并并网网点点开开关关、、联联络络开开关关、、储储能能装装置置、、电电能能质质量量治治理理装装置置等等电电网网侧可控设备进行控制侧可控设备进行控制 在网侧运行控制模式失效的条件下，通过用户侧微在网侧运行控制模式失效的条件下，通过用户侧微网管理系统（或分布式发电控制系统）间接地，或通网管理系统（或分布式发电控制系统）间接地，或通过协议直接地对用户侧的光伏发电系统进行有效控制，过协议直接地对用户侧的光伏发电系统进行有效控制，从网端、发电端协调抑制其对配电网的影响从网端、发电端协调抑制其对配电网的影响网侧运行控制模式网侧运行控制模式源源--网双侧协调运行控制模式网双侧协调运行控制模式18/46 主动配电网运行控制主动配电网运行控制源侧运行控制模式源侧运行控制模式 对于多个零散小规模发电在配电网的并网，对于多个零散小规模发电在配电网的并网，原则上应实现自发自用及少量上网，电网侧仅原则上应实现自发自用及少量上网，电网侧仅监测并网点动态。
监测并网点动态 仅当以上两种情形在发生影响电网稳定运行仅当以上两种情形在发生影响电网稳定运行或电能质量超标时，电网侧应用或电能质量超标时，电网侧应用ADMS直接通直接通过并网点开关设备进行切除过并网点开关设备进行切除 对于一定渗透率并网用户侧而言，应用微网对于一定渗透率并网用户侧而言，应用微网管理系统（或分布式发电控制系统）；管理系统（或分布式发电控制系统）； 19/46 主动配电网灵活运营模式主动配电网灵活运营模式主动配电网灵活运营模式主动配电网灵活运营模式以光伏并网为例：以光伏并网为例： 在用户处投建光伏发电，在满足用户需求的在用户处投建光伏发电，在满足用户需求的基础上要求电网完全接受和消纳，实现自身利益基础上要求电网完全接受和消纳，实现自身利益最大化 用户要求接入光伏以降低用电成本，多余电用户要求接入光伏以降低用电成本，多余电力则上送电网进一步获取利益力则上送电网进一步获取利益 此外，可能存在第三方能量管理企业对用户此外，可能存在第三方能量管理企业对用户内部进行能量优化管理内部进行能量优化管理。
20/46 电压稳定性与无功支持电压稳定性与无功支持321/46 关于电压稳定性的定义至今仍存在分关于电压稳定性的定义至今仍存在分歧歧1990年年IEEE将电压稳定性定义为将电压稳定性定义为“系统系统维持电压的能力维持电压的能力 电压崩溃是指由于电压不稳定所导致的电压崩溃是指由于电压不稳定所导致的系系 统内大面积，大幅度的电压下降的过程统内大面积，大幅度的电压下降的过程电压稳定性22/46 电压稳定性•现在普遍被接受的观点是电力系统中电压水平主现在普遍被接受的观点是电力系统中电压水平主现在普遍被接受的观点是电力系统中电压水平主现在普遍被接受的观点是电力系统中电压水平主要由无功功率平衡条件决定要由无功功率平衡条件决定要由无功功率平衡条件决定要由无功功率平衡条件决定•许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无许多文献把电压崩溃归结为由于系统不能满足无功需求的增加，在某些不良运行点或当系统受到功需求的增加，在某些不良运行点或当系统受到功需求的增加，在某些不良运行点或当系统受到功需求的增加，在某些不良运行点或当系统受到较大扰动后，因为发电机励磁系统的强励和负荷较大扰动后，因为发电机励磁系统的强励和负荷较大扰动后，因为发电机励磁系统的强励和负荷较大扰动后，因为发电机励磁系统的强励和负荷端电压下降，负荷需求减少，系统能保持电压相端电压下降，负荷需求减少，系统能保持电压相端电压下降，负荷需求减少，系统能保持电压相端电压下降，负荷需求减少，系统能保持电压相对稳定。
随后，由于带负荷调压变压器的连续调对稳定随后，由于带负荷调压变压器的连续调对稳定随后，由于带负荷调压变压器的连续调对稳定随后，由于带负荷调压变压器的连续调节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负节使负荷端电压升高，供电得以恢复，同时带负荷调压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电荷调压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电荷调压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电荷调压变压器一次侧电压下降，电流上升，发电机无功越限，其连锁反应使负荷电压下降，电压机无功越限，其连锁反应使负荷电压下降，电压机无功越限，其连锁反应使负荷电压下降，电压机无功越限，其连锁反应使负荷电压下降，电压稳定破坏稳定破坏稳定破坏稳定破坏23/46 电压不稳定主主动配配电网网导致致电压不不稳定的因素定的因素暂态不稳定暂态不稳定长期不稳定长期不稳定24/46 电压稳定性影响因素DG及其接口电路对主动配电网电压稳定性的影响静态影响动态影响25/46 DG location26/46 Standards27/46 VSC topology and control28/46 Grounding29/46 无功支持30/46 电压稳定性影响因素DG reactive DG reactive powerpower 负载无功无功 有功功有功功率流率流主网无功主网无功馈线电馈线电压等级压等级31/46 总结和展望总结和展望 432/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果33/46 无无功功功功率率的的协协调调控控制制对对于于主主动动配配电电网网的的稳稳定定运运行行极极其其重重要要，，尤尤其其是是在在高高渗渗透透率率的的配配电电网网情情况况下下，，DG对对电电压压无无功功的的调调节节要要么么强强制制实实施施要要么么引引导导应应用用。
而而且且政政府府部部门门还还会会对对参参与与无无功功功功率率调调节节控控制制的的DG在在税税收收和和其其他他辅辅助助性性的的服服务务方方面面提提供供优优惠惠，，这这将将激激励励DG的的拥拥有有者者参参与与到到全全系系统统的的电电压压控控制制中中来来而而这这些些综综合合化化控控制制必必须须适适应应系系统统的的操操作作要求：要求： 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果1•DG功率和功率和换流器的限制流器的限制2•连接接负荷、荷、线路路负荷以及接入位置荷以及接入位置3•电压管理管理标准准•含含DG下的电压可靠性指标下的电压可靠性指标•含含DG的等效网络模型的等效网络模型34/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果这就是这就是综合接入综合接入DG后的所有可能的电后的所有可能的电压无功控制方式压无功控制方式35/46 Ø1 局部控制：利用局部控制：利用DG对当地的电压进行控制管理对当地的电压进行控制管理Ø2 集中控制：基于规则的分布式发电系统的控制集中控制：基于规则的分布式发电系统的控制Ø3 基基于于模模型型的的控控制制：：将将DG模模型型和和可可控控性性在在优优化化过过程程中中相相结合结合无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果DG控制方式可以总结为以下三种控制方式可以总结为以下三种36/46 为为了了验验证证DG的的接接入入对对电电压压的的影影响响，，这这里里对对一一个个简简单单的例子进行仿真验证，其系统图如下：的例子进行仿真验证，其系统图如下：无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果 配电网的协调无功功率配电网的协调无功功率和电压控制策略是通过有和电压控制策略是通过有载调压变压器、电容器、载调压变压器、电容器、分布式电源、配电网静止分布式电源、配电网静止功率补偿器。
功率补偿器37/46 Ø电容器组根据负荷电容器组根据负荷2的电压来进行控制的电压来进行控制Ø配电网静止无功补偿器来确保关键负荷的管理配电网静止无功补偿器来确保关键负荷的管理Ø有载调压变压器对整个馈线的电压保持分析以及与有载调压变压器对整个馈线的电压保持分析以及与DSTATCOM和和DG协调控制协调控制无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果每个设备的主要控制方案每个设备的主要控制方案38/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果下图表为系统参数下图表为系统参数和各种故障的参数和各种故障的参数39/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果此图为在此图为在四种四种DG输出和输出和负荷负荷情况下情况下，系统的优化效果，系统的优化效果40/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果电压稳定指标电压稳定指标41/46 无功功率的协调控制以及实例仿真结果无功功率的协调控制以及实例仿真结果电压调整率电压调整率网络损耗网络损耗 由于分布式电源的接入，使得上游的功率流动减少，由于分布式电源的接入，使得上游的功率流动减少，导致了线路电流的减少，网络损耗自然下降导致了线路电流的减少，网络损耗自然下降 由于分布式电源的接入，给系统有无功功率的支持，由于分布式电源的接入，给系统有无功功率的支持，在同样负荷的情况下，节点的电压值变化幅度将变小在同样负荷的情况下，节点的电压值变化幅度将变小42/46 小结与我们的思考小结与我们的思考 在能源危机加剧、环境恶化的背景下，对主动配在能源危机加剧、环境恶化的背景下，对主动配电网技术进行研究与应用将是未来电网的发展方向。
我电网技术进行研究与应用将是未来电网的发展方向我们以这次课程宣讲为机会，向大家介绍了主动配电网的们以这次课程宣讲为机会，向大家介绍了主动配电网的相关概念、工程建设情况、发展动态与关键技术，并主相关概念、工程建设情况、发展动态与关键技术，并主要介绍了主动配电网的电压稳定性问题要介绍了主动配电网的电压稳定性问题43/46 小结与我们的思考小结与我们的思考 主动配电网作为智能配电网的一种高级阶段与技术形主动配电网作为智能配电网的一种高级阶段与技术形态，其理论和实践才刚刚开始，在规划、运行、控制以态，其理论和实践才刚刚开始，在规划、运行、控制以及市场交易等众多领域都有大量的问题需要及市场交易等众多领域都有大量的问题需要深入研究深入研究，，由于分布式能源的渗透率不断提高，主动配电网同时也由于分布式能源的渗透率不断提高，主动配电网同时也孕育了一个全新的孕育了一个全新的市场机遇市场机遇，不仅对电网公司而且对于，不仅对电网公司而且对于电力用户以及能源供应企业都有机会从主动配电网的发电力用户以及能源供应企业都有机会从主动配电网的发展中收获相应的利益展中收获相应的利益44/46 小结与我们的思考小结与我们的思考 规划方面规划方面主动配电网需要优先解决源网的协同规划以主动配电网需要优先解决源网的协同规划以及一次与二次协同规划问题；及一次与二次协同规划问题；运行控制方面运行控制方面主动配电网主动配电网需要优先解决间歇性波动对配电网电压调节以及功率平需要优先解决间歇性波动对配电网电压调节以及功率平衡问题；衡问题；运营方面运营方面主动配电网需要优先解决电网与用户主动配电网需要优先解决电网与用户的利益协同问题，建立适合的运营模式以保证各方利益的利益协同问题，建立适合的运营模式以保证各方利益均衡发展。
均衡发展45/46 参考文献参考文献[1]Majumder R. Aspect of voltage stability and reactive power support in active distribution[J]. 2013.[2]Samuelsson O, Repo S, Jessler R, et al. Active distribution network—Demonstration project ADINE[C]//Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT Europe), 2010 IEEE PES. IEEE, 2010: 1-8.[3]尤毅, 刘东, 于文鹏, 等. 主动配电网技术及其进展[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(18): 10-16.[4]刘东. 主动配电网的国内技术进展[J]. 供用电, 2014 (1): 28-29.[5]刘广一, 黄仁乐. 主动配电网的运行控制技术[J]. 供用电, 2014 (1): 30-32.46/46 2024/8/30 。