分布式电源

分布式发电、储能及电动汽车等电力电子装置大规模并入配电网，削弱了系统的惯性和阻尼，对电网安全、可靠运行造成较大影响。虚拟同步机技术是实现电力电子装置柔性、灵活并网的先进控制技术，可以使电力电子设备模拟同步电机的外特性，实现分布式电源、储能、电动汽车等装备的即插即用、灵活并网，最终形成配电侧源、网、荷、储的分布式、自适应协同运行机制。

分布式电源，新元件接入配电网，对配电网运行与控制造成广泛的影响。分布式电源高渗透率配电网的潮流控制解决方案尚不成熟，需要进行测试与验证。基于组态方式构建的配电网仿真试验系统，对配电网运行控制技术的理论、设备、方法进行验证具有重要意义。

为适应公司配电网发展现状，解决当前配电网存在问题，在原导则的基础上，从2014年4月正式启动对导则的修订工作主要增加了目标网架、设盗选理、电能质量、带电检测技术、分布式电源接入、电动汽车充换电设施接入等内容，其适用范围从城市配电网甜展覆盖县域配电网，其目的是对配电网规划、设计、建设、改造、运行、检修、用户接入等各环节提出了规范性技术要求。经过近3年的编写、征求意见与修这，新版的《配电问网技术导则》已经于2017年3月24日正式发布并开始执行。

近年来，随着光伏，储能等分布式电源设备价格的大幅度下降，分布式电源已经成为保障配网可靠性的重要手段。以云南地区为例，部分电网末梢地区，供电半径大，远超设计标准，地形复杂，架设配网线路困难。为保证村村通电的号召，架设配网线路，一方面投资成本大，末端用户用电量少，经济性不合理，另一方面线路维护成本高，且末端存在低电压等现象，资产利用率低下的问题。因此，利用分布式或微网技术，为线路末端地区进行供电，可以有效提升线路的可靠性，更能够降低配网线路改造的成本。报告对于利用分布式技术对于配网进行支撑提出了解决思路及面临问题。

随着新型电力系统建设的推进，配电系统逐渐发展成为具有电能汇集、传输、存储和交易功能的新型区域电力系统，配电网已成为能源互联网和电力物联网转型的主战场。分布式电源和可调负载、储能、电动汽车充电桩、能源转换等新型业务蓬勃发展，配电网一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的数据量大幅增加，系统可观、可测、可控、可调能力建设逐步提升。推进先进数字技术与能源电力技术的深度融合，构建数字化、智能化新型配电系统，需要提供更加快速、灵活、安全、高效的配电通信技术的基础支撑。 2021年7月国家电网有限公司发布了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案（2021—2030年）》。该方案明确提出，加大中压配电网智能终端部署、配电通信网建设和配电自动化实用化，并向低压配电网延伸，大幅度提高可观性、可测性、可控性。到2025年，基本建成安全可靠、绿色智能、灵活互动、经济高效的智慧配电网。配电网智能化终端种类多、数量大、分布范围广、运行环境复杂，智能化业务对通信性能要求高，没有一种通信技术能够单独、经济、可靠地解决“最后几千米”通信接入的难题。 在此背景下，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、EPTC 电力技术协作平台联合组编了《配用电通信技术及产业发展报告》一书。 联 系 人：张伟豪 王黎明 手 机：18518354192 18310385257

报告主要分为“传统配电网面临的挑战”、“现代配电网的关键技术”、“未来配电网的发展展望”三部分。总结提出：传统配电网面临的挑战主要包括不断提高供电可靠性；不断提高电能利用效率；不断提高电网资产利用率；主动应对大规模分布式电源接入；主动应对大量电动汽车充电站/桩接入等五大方面。现代配电网的关键技术主要包括现代配电网的优化规划技术；先进运行控制与管理技术；应对复杂性与不确定性技术。

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入，导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题，提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群，对电压控制进行分区域调节。首先，针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题，设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案，利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后，由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变，在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法，协同各分布式电源集群的调控能力，抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后，通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。

随着并网光伏数量和容量的增加，中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点，提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略，抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响，构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束，以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型；采用商用CPLEX对模型进行求解；最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明，所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动，合理分配分布式电源出力，降低网络损耗，同时保证光伏利用率处于相对合理区间。

分布式电源群调群控建设实践，主要通过系统性考虑主配网潮流、电压等各项要素，基于 “全感知”和“群调群控”两个维度加强分布式光伏电源调度运行管理。全面梳理分布式光伏电源设备台账，依托基于调控云的水电及新能源平台实现所有包括0.4千伏在内的分布式电源全面采集及观测。通过整合营配调各业务系统的档案信息、多源泛在数据，开展中低压水电及新能源的标准化建模与采集，因地制宜规范采集频度，建立数据同步机制，弥补原有调度主站中低压水电及新能源数据的空缺，建设基于调控云的水电及新能源模块，引入水利、气象等多源信息辅助开展数据纠偏，最终实现泛在分布式电源实时数据的全感知。开发分布式电源群调群控系统，技术路线是以配电主站为核心，根据不同应用场景需求下达各个分布式电源需要调节的数值；将调节指令下达给多个分布式电源群调群控子站；由群调群控子站负责分配各个逆变器的启停，实现多个分布式电源的批量调节，如图2所示。基于以上系统，再根据电网侧需求，实现分布式光伏电源集中执行电网实时平衡控制和安全自校正控制，集群参与电网有功、无功电压等动态调节，进而优化利分布式能源，并保障主配网安全经济运行。

配电网直流化是未来发展的重要趋势。城市配电网电缆化率的快速提升、分布式电源直流接入的迫切需求以及数据中心等新兴直流负荷的快速发展，给配网直流化发展提供了强劲动力。发展新一代变电站技术，支撑交直流混合配网构建，已成为配电技术领域的研究热点和竞争制高点，列入国家和公司“十三五”科技规划。 面对新一代变电站发展需求，项目团队在国际上率先提出“柔性变电站”概念，以电力电子技术为核心，具有交直流多端口，端口参数独立调节，功率灵活调配，故障和电能质量扰动相互隔离，集成度高、运行灵活、兼容性好。以其为枢纽站构建交直流混合配电网，可满足用户和电源的定制化需求，助力电网企业服务能力和服务价值提升。 依托公司重点科技项目和2017年“十大重点科技创新工程”，产学研用联合攻关，历时6年，攻克了交直流多端口复合换流、直流短路快速阻断、大容量全固态高频变压器研制、故障穿越等难题，实现了柔性变电站技术从理念到实践的全面突破。