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主动配电网的分层能量管理与协调控制探讨 摘要：随着我国电力技术应用的需要日趋高效化，对电力资源的利用效率要求有了新的高度。为实现我国电网可持续发展，利用分层能量管理来进行能源的节约和再利用并有效控制协调区域电间的控制工作。本文从主动配电网的管理性能和特征出发，对其区域划分工作进行阐述分析，并以框架的形式对工作流程进行介绍，进而探讨主动配电网的能量管理方式，极其内部的协调控制方法。 关键词：主动配电网；分层能量管理；协调控制 将分布式电源接入传统配电系统，配以储能装置和可控负荷的等分布式能源支付后，配电网就此获得主动调节能源的能力。在各种约束被满足的条件下，完成其对配电网优化控制。优化电网运行状态，改善供电用户的用电品质和质量。 图1 主动配电网分层控制结构[1] 图2 主动配电网全局优化能量管理系统[1] 一、主动配电网的分层能量管理技术管理性能和特征 其控制的实现，是通过全局优化管理系统对各自治区域进行目标值的下发，再由各自治区域凭借其特定的控制程序，与外界进行实时的相应互动，使分布能源可以在协调控制，从而达到整个系统向全局目标的优化值趋近。主动配电网外部的能源是近似于无穷大的，可以保证电网功率的平衡维持。 电网运行人员与单元间的对配是可以调控的，分布式能源可以对网络运行进行有效的调度，之后，便形成复杂控制系统。在智能化主动配电网的结构系统之中，通过分层的控制方式，来协调主动配电网的多分布式能源以及其他可控式装置的运行，实现对分布控制结构优化管理。此技术通过可控资源的引入，以形成灵活的控制，协调和管理配电网，并兼容可再生能源控制。在管理运行的过程之中，在满足基本的负荷要求下，对可再生能源的高效利用，对主动配电网进行优化管理，从而提高运行效率，实现主电网络最优化。其分布控制结构如图1，能量管理系统流程如图2。 目前，在我国已经存在部分专业人士对优化分布式能源配置展开的一系列研究，并且，较为科学的合理规划模型已初见其貌。模型中囊括了主动配电网的各方面因素，并在系统可靠性、能源消耗、投资等多方面进行综合评估，从而,制定出优化目标的方案，以多种科学技术方法合理分配和规划配电工作，对主动配电网的可持续发展奠定理论基础。 二、主动配电网的控制区域划分及运行方式 以三层分布为例，如图3所示，主动配电网的能量管理系统是主电网的第1层控制单元，同样也是主动配电系统的中枢，整个配电网的信息运行依靠的是与其他层次间的配合采集，运用全局优化的算法来对配电网络进行优化控制，并对下层区域进行优化目标的区域设定，从而优化所有控制网络中的全部可控分布类发电单元，同时，柔性负载单元和馈线上联络开关也在其控制范围之列，自治区域的优化目标也随之设定。 第2层控制单元属于局部区域的自治型控制。配电网据某种规则划分子区域，并调度其内部下层单元，来实现自身区域的内部稳定，同时降低区域间互相影响。区域间的划分规则为：如果在馈线上的2个分段开关的间隔之内，或者说在单个的可控式分段开关到线路末端（可控分布电源包含其中），那么，便作为一个独立的自治区域来进行区域控制单元的配备。值得一提的是，在同一根馈线上，会有多个区域，区域间通过式：PFCEi=ki.△PF+△Pare-i=0；（其中，PFCEi为区域i馈线控制误差；ki为区域i参与的功率协调系数；△PF为馈线实际交换功率与其优化目标值的偏差，其值△PF=PF-PFopt，PF为馈线实际交换功率(流入为正)，PFopt为馈线交换功率目标值；△Pare-i为自治区域i交换功率实际值与其优化目标值的偏差，其值△Pare-i=Pare-i-Pare-iopt，Pare-i为区域i交换功率的实际值，Pare-iopt为区域i交换功率目标值。ki、PFopt和Pare-iopt都是经全局优化算法计算后得到的目标值[6]。）的不同来变形配合，对全局的优化目标进行跟踪。第2层是来进行控制馈线上的某个自治区域之内的全部可控分布发电与储能单元间的协调工作的，其中，分层分布控制器，借助控制本身的管辖区域之中各源网的协调控制器来实现区域间控制的协调。 第3层控制主要是就地控制，用来调度同一配电节点的分布能源，响应速度快是第3层的特点。 图3 主动配电网分层协调控制框架[6] 三、关于成本效益的评估 现阶段，对主动配电网分层管理技术的合理可行性分析方面的缺少，成了其成本效益分析工作的难点。首先，由于主动配电网利益的主体所追求的利益目标和出发点不协调，导致在进行效益评估的时候，对其中的关系达不到权衡；其次，在主动配电网的具体技术方面，由于市场的不同，各国政策的各异，而无法得到全面的细化。 结语： 主动配电网的分层能量管理与协调控制技术，用来实现电网局部自治和全局优化的协调。现阶段，此技术在我国还处在初级的应用阶段，虽在一定的程度上，对配电网全局可以进行控制管理，在配电安全方面有所提高，可是当前对其方法还是有所欠缺。所以电力市场在电网管理方面还需要平衡管理者、操作者、及用户间的关系，鼓励多方参与，大力推进技术创新，并拓展交易，为主动配电网构造开放、公平的绿色配电网空间。 参考文献： [1]尤毅,刘东,于文鹏,陈飞,潘飞.主动配电网技术及其进展[J].电力系统自动化,2012(18). [2]李红,赵杨,冷莉.主动配电网技术及其进展[J].中国科技信息,2014(12). 本文来源：https://www.dywdw.cn/a6a8e8ebf21dc281e53a580216fc700aba68527a.html
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2022-04-12
