考虑可再生能源参与的主动配电网供电恢复策略研究文献综述

 2022-11-28 06:11

文献综述

摘要:随着智能电网的建设,分布式发电技术被引入电力系统,因其能方便分布 式电源(distributed generation,DG)的接入、最大化利用现有能源、提高供电的可靠性等而受到广泛关注。为了合理规划DG,协调DG的优化运行,充分发挥DG等新型电源及负荷的积极作用,需要配电网采取主动管理、主动规划。主动配电网可以很好地解决当前配电网中可再生能源大量接入所导致的的电压越限、 短路电流增大、 频率失稳以及供电可靠性降低等问题。配电网在故障后的恢复则是配电网安全运营和实现经济目标的重要保障,对于国民经济的发展有着一定的支撑作用。本文介绍了主动配电网以及其供电恢复的相关概念,并且对供电恢复策略的国内外研究现状做了总结。

关键词:可再生能源;主动配电网;供电恢复;分布式电源;孤岛划分

  1. 引言

日益凸显的生态环境问题及我国节能减排的宏观战略目标需电力能源工业加速推进低碳化转型。作为智能配电网发展到高级阶段的产物,主动配电网技术能够极大提升配电系统对可再生能源消纳及资产高效利用的能力,对于支撑我国低碳经济发展具有重要战略意义。伴随智能电网技术的突破及世界各国对可再生能源产业支持力度的不断加大,主动配电网势必以其在技术、经济和环境等方而的综合优势而拥有广阔的发展前景。

分布式电源(distributed generator,DG)以其独有的环保性和经济性成为提高能源综合利用效率的有效途径。同时,DG可灵活地并网或者孤岛运行,迅速恢复受故障影响的重要负荷供电,提高配电网的供电可靠性。为此,IEEE编制了IEEE1547—2003 标准鼓励供电方和用户通过技术手段实现孤岛运行。孤岛运行是配电网在接入DG后一种新的运行方式,由DG独立地向系统的部分负荷供电。在系统发生故障时,各DG按照划分好的孤岛继续向负荷供电直至故障排除,系统恢复供电。

  1. 主动配电网的概念

主动配电网是采用主动管理分布式电源、储能设备和客户双向负荷的模式,具有灵活拓扑结构的公用配电网,如下图所示,各类DG(如风电、光伏等)和储能单元通过电力电子元件转换成相应的交流或直流模式,再经过升压变压器并入系统;通信、自动化及其他相关电气设备以适当的连接方式实现与电力网的紧密集成;此外,用户侧配以智能电表为代表的先进计量装置(Advanced Metering Infrastructure, AMI),用于实现对用电信息的实时采集及电网-用户之间的双向互操作。

主动配电网技术的“主动性”特征主要体现在系统运行控制方式上。在传统配电网中,用电活动属于“被动”要素,即使系统中含有DG,也主要而向电能就地消纳,运行者通常不会对稳态运行的电气设备进行主动控制。而在主动配电网下,通过先进的ICT及自动化技术,可以对区域内供应侧与需求侧资源实施主动管理,以实现系统特定运行目标(如网损、资产利用效率或绿色能源消纳等)的最优。正是由于以上原因,主动配电网在技术标准、管理模式、网络结构、潮流特性及模拟计算要求等诸多方而均与传统配电网存在显著差异。

  1. 供电恢复方法总结

配电网故障恢复是一个多目标、多维数、多约束、多时段非线性的组态优化问题,是NP难问题的一种。国内外很多研究学者对此作了大量的研究,从研究的类别来看,配网故障恢复策略大致可以分为三种:数学优化方法,启发式搜索方法,以及人工智能方法。

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