前言

前言

近年来，分布式电源及电动汽车充换电设施在配电网层面的大量接入，使得传统配电网呈现出愈加复杂的“多源性”特征，对配电网供电的安全性和可靠性、资产利用率和电气效率以及电能质量等诸多领域产生广泛而深远的影响。

2008年，国际大电网会议提出“主动配电网”的概念。主动配电网和智能微电网均属于智能配电网，前者是分布式电源直接接入电网公司的公共配电网运行的，而后者则设计成可以孤网运行。主动配电网是融合信息、通信、控制、多能源的复杂集成系统，具有对分布式电源、储能、电动汽车和需求侧响应等可响应负荷进行优化调控的能力，能够针对电力系统的实际运行状态，以经济性安全性为控制目标，自适应调节其网络、发电及负荷。其主要特征体现在:1)可充分消纳各类分布式电源并能对其进行监测与优化调控;2)具有良好的可观性和较高自动化水平;3)具有灵活的运行方式并与用户交互性高;4)可提供高质量的供电服务(可靠性、谐波、电压)。

当前，主动配电网的研究偏重于规划、控制、能量管理等领域。在规划领域，重点关注分布式电源的优化配置，提出了多种规划方法;控制角度，多针对主动配电网的多源性特征，研究正常运行情况下的电能品质提升技术以及紧急情况下的供电恢复策略;能量管理角度，着重开发高效率的优化潮流技术来解决主动配电网复杂双向潮流问题以及能源利用效率问题。

与此同时，各国积极开展主动配电网示范工程建设。欧盟在丹麦、西班牙以及英国等地深入开展了主动配电网技术研究及示范工程建设。最具影响力的是ADINE示范工程，重点研究大规模分布式电源与主动配电网的交互特性，从而解决主动配电网中的保护、电压控制、电能质量、故障穿越和孤岛运行等一系列问题。我国将主动配电网作为国家高技术研究发展计划(863计划)的研究方向。2012年，启动了“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用”课题研究，并在广东电网进行示范。2014年，863项目“主动配电网运行关键技术研究及示范”将分别在北京、厦门、佛山、贵阳等地进行工程示范。

为了实现主动配电网的4个特征，所面临的挑战是极其广泛的。未来的研究重点如下:

(1)主动配电网需要灵活的网络拓扑结构、新的保护方案、新的电压控制和新的仪表，需要构建安全开放的通信系统。应扩展和升级基础设施，改善通信与互连性;研究计算机网络(赛博系统)物理(拓扑结构)设计方法、指标和分析工具，以保证计算机网络安全性和快速恢复能力。

(2)主动配电网涉及多系统的融合、多种新技术的整合、多种能源及新型设备入网。重点研究设备性能标准及相应指标、通信互操作性标准、收集和管理配电层运行数据的标准化方法等。

(3)研究新型运行和规划模型与工具辅助调度决策。重点研究连接输电、配电和通信的标准模型;计及分布式电源时，实现负载和电源平衡的综合电网模型和方法;动态电价下负荷预测的概率模型;高不确定性下电网优化运行和优化电源规划的随机方法;分布式网络的控制体系结构和电压管理;能够向运行人员提供态势感知和其他可行动信息的可视化和解析工具等。

(4)开发利用能源效率(EE)、需求响应(DR)和负荷控制(DLC)的智能工具和技术，重点研究EE、DR和DLC的评估、测量和证实方法。

天津大学电气与自动化工程学院

余贻鑫

2014年12月