主动配电网文献综述 (2)

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1、 - 1 - 主动配电网文献综述 摘要：摘要：分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居 的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性，同 时，未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网 的一种发展模式，主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的 关注。本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主 动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算 法研究。 关键词：关键词：主动配电网，分布式发电，潮流

2、算法，粒子群算法，混合算法 0 引言引言 近年来，全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发，严重威胁着人类社 会的可持续发展。 根据国际发展援助研究协会 （DARA） 数据， 在过去 10 年间， 气候变化每年平均造成超过 1.2 万亿美元经济损失， 约占全球 GDP 的 1.6%。 到 2030 年，该比例预计达到 3.2%1。在诸多因素中，人类过度排放温室气体被认 为是导致全球气候变化的重要原因1, 2。 为应对上述挑战，英国政府于 2003 年首次提出了低碳经济（low-carbon economy）的发展理念：倡导通过技术创新、产业转型、新能源开发等多种手段 提高能源供应多样性，降低对

3、化石能源的依赖以减少碳排放，最终达到经济社会 发展与生态环境保护双赢的理想目标2。构建低碳经济模式，推进“经济-能源- 环境”协调可持续发展此后逐渐成为世界各国的普遍共识。我国在 2009 年明确 提出了“2020 年非化石能源占一次能源总消费量的 15%，单位 GDP 的 CO2 排 放比 2005 年下降 40%45%”的低碳发展战略目标3，并在“十二五规划”中制 订了“2015 年非化石能源占一次能源消费比重达到 11.4%；单位 GDP 能源消耗 降低 16%，单位 GDP 二氧化碳排放降低 17%”的阶段性任务。 以化石能源为主导的电源结构使得电力工业成为我国国民经济中最大的 CO2

4、 排放部门。据权威统计，2012 年我国电力行业碳排放量达到 3.85 亿吨， 约占全国总碳排放量的 50%4，且近年来呈现加速增长趋势。因此，推动电力工 - 2 - 业低碳化成为我国实现上述节能减排与生态文明目标的必然选择。 发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制， 其关键在 于对可再生能源的有效开发与利用。对此，当前主要存在两种基本思路4：一是 大力发展长距离、大容量、低损耗的跨区输电线路（如特高压输电）以实现可再 生能源资源在更大区域范围内优化配置；二是从配用电环节入手， 建立协调关 联分布式可再生能源发电（Distributed Renewable Energy Ge

5、neration, DREG） 、配 电网络与终端用电的集成供电系统，实现对可再生能源的就地消纳与利用。较之 前者，分布式配用电系统具有建设周期短、投资成本低、运行灵活的优点，且抗 风险能力更强，因此近些年在国内外获得广泛关注5-7。 在传统配电网中，电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点，其运行方 式和规划准则相对简单。然而，分布式能源（Distributed Energy Resource, DER） 的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造 成显著影响。而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素，因此难以满足低碳经 济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用

6、的要求。在此背景下，国外学 者在 2008 年国际大电网会议（CIGRE）首次提出了主动配电网（Active Distribution Network, ADN）的概念8，旨在解决配电侧兼容大规模间歇式可再生 能源，提升绿色能源利用率以及一次能源结构等问题。 与主要关注用户侧的微电网（Micro-Grid, MG）不同，ADN 主要面向由电 力企业管理的公共配电网。它是智能配电网技术发展到高级阶段的产物，是一种 兼容电网、分布式发电（ Distributed Generation, DG）及需求侧管理等多类型技 术的全新开放式配电系统体系结构。ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值 及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度，强调在整个配电网层面内借助 主动网络管理（Active Network Management, ANM）实现对各类可再生能源的主 动消纳及多级协调利用， 最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位 提高9, 10。 相比管制背景下的传统配电网，ADN 无论在技术特性上，或是面临的外部 市场环境方面，均有着自身鲜明的特点