综合能源接入电网的管控技术研究

摘要：传统能源系统已经无法承担日益增强的电力负荷。在此背景下，一种分布式能源系统应运而生，因其具有环保、节能、高效等特点而备受大众青睐，因此在生活生产的各个领域都得到了广泛的应用。分布式能源系统在分布式能源和电网安全运行中发挥着重要作用，该技术可有效避免配电系统运行过程中功耗过大的问题，防止分布式能源应用的质量受到影响，具有重要的应用意义。与此同时，分布式能源的诞生也促进了微电网技术和综合能源技术的发展，使这些原创理念得以实现。鉴于此，本文研究了综合能源添加到电网管控技术体系后的具体运用，以此供相关人士进行探讨和交流。

关键词：综合能源接入;电网管控技术;体系研究

一、电网管控技术体系概述

1.1电网管控技术体系的定义

电网管控技术体系综合了发电、配电及用电等多种功能，是一个可以完成自治活动的能源技术竞争系统，有着较高的社会效益、技术效益以及经济效益。电网管控技术体系主要包括直流电网、交流电网以及交直流电网管控。其中直流网络构架与负荷多样性的发展趋势更加符合当前需求，相较于交流电网来说具有高效率、低损耗以及操作简单的特点，但该方式目前还处在初级研究阶段，因此还需要进行长期的发展和推广。交流电网中具有间歇性、随机性以及双向流动性等特点，因此其一般会面临保护控制以及电能质量等方面的问题。交直流混合电网中同时包括了交流母线和直流母线，可以直接对交流负荷或直流负荷进行供电，从而使换流问题得到了有效的解决，具有较高的发展潜力。

1.2电网管控技术体系的特点

电网管控技术体系是通过特殊的方式将储能装置、负荷单元和分布式电源等进行组合，从而形成相应的具有一定控制能力、保护能力及独立管理能力的新型电力网络系统。其主要特点包括以下几方面。

（1）其在供能方面其具有多源低惯性的特点，该体系通过将低惯性电力电子装置以及新能源发电技术作为中心，形成了一个具有多种状态、维度以及约束的较为复杂的电力系统。（2）该系统在运行过程中具有多模式协调运行的特点，其中主要包括孤岛以及并网这两种模式，同时在运行过程中，还可以无缝地在两种模式之间进行平滑切换，从而确保了整个系统的可控性以及灵活性。（3）电网管控技术体系还具有多级架构灵活互动以及多模块可以进行互补的特点，当该系统处在并网模式下时，可以使分布式电源、公共电网以及负荷的运行达到协调及一体化，同时还可以确保能够高效利用相关的各种资源及能源。一旦电网意外出现故障，该系统可以自主切换为相应的孤岛模式，向敏感负电荷单独进行供电，从而使用户的用电需求能够得到保障。

二、电网运行的安全性及稳定性现状

在综合能源接入电网之前，关键是确保电网的稳定性，稳定的电力供应是经济发展的基础。无论是企业还是设备，都需要稳定的电力。特别是在网络技术时代，大多数科学研究都依赖于电子计算机，一旦电力供应不稳定，遭遇大规模停电或强电流冲击时可能会对计算机或其他仪器造成巨大损害。所以，稳定性是电力使用的前提和核心。

2.1数据反映的信息较少。数据在任何系统中都扮演着十分重要的角色，它一般具有控制和分析的作用。当电力不稳定的情况发生时，通常是由数据检验未到位和数据分析不彻底等原因造成的。所以，在建设电网系统时，必须要有专门的数据监控人员对收集的数据进行分析并找到隐藏在已知数据背后的潜在数据。只有建立了强大的数据采集和监控系统才能保障电网的正常运转。

2.2安全性和稳定性的定量显示。随着电力系统的发展，研究人员面临的问题是数据越来越大，越来越复杂，这些复杂的数据组合极难控制，而如何监控这些数据成为一个问题。因此，研究人员将为网格的整体情况发布一个标准值，这是一个定量值。当根据该数量监视电网的所有操作时，电网将处于稳定状态，这种定量的出现也使监管机构更加便利。但是，现有的参数列表不够简洁，因此产生了主观需要高质量的问题，增加了国家电网的劳动力成本。

三、管控技术体系的基本设计方法

3.1整体部署的设计

管控平台的结构形式主要表现为分层分布，严格依照了相关规定并结合了实际情况，使综合能源能够在供电局的管辖范围内进行数据接入、信息服务以及运行分析。同时还能预测其功率并进行运行管控等活动，对区域综合能源的服务管控起到一定的支撑作用。此外，管控平台还具备能够进行遥信、遥测以及相关数据储存等功能的服务器，能够同时进行综合能量状态量数据及模拟量数据的采集活动，下发相关的遥调及遥控的命令，对历史运行数据和电网模型的数据进行储存，并且还可以对相应数据信息进行分析、展示以及发布。

3.2相关数据层的设计

内存数据库以及关系数据库是数据层的主要构成，相应数据在被应用前通常都要经过先通过接收和抽取相应的数据信息，然后经过ETL工具或JAVA程序的分析与处理后进行入库。其中内存数据库的运作方式主要是使用轻量级的内存库redis对实时数据进行储存，然后进行接口调用，最后展示相应的SVG数据;而关系数据库则主要利用mysql对历史的数据进行储存，紧接着则要执行相应的指标任务，最后进行图形报表的展示。

3.3数据接口的设计

（1）管控平台可以从电能量计量系统中通过利用中间数据库的方式来对配电变压器的有关数据进行获取。（2）该平台可以通过利用文件或中间数据库的方式从配电自动化系统中获得相关的网络拓扑以及一次设备的相关参数等实时数据，并通过与配电自动化系统的交换，实现多种静态参数的获取。（3）管控平台可以通過文件的方式从相应的负荷预测系统中获得第二天的相关数据预测。

四、综合能源对管控体系的相关影响

综合能源对管控系统影响分别表现在不同的方面，其中对变电站的影响主要包括两点：（1）对母线电压的主要影响，即通过对相关数据的收集与分析，可以明显看出综合能源的功率变化对变电站母线电压产生了一定的影响。同时不难发现，某地区天气的突然变化也会对该地区的光伏总有功功率产生很大的影响。（2）对主变压器运行的影响，有关数据表明，天气突变对母线电压的影响作用也同样适用于对主变压器的运行状态改变上，因此，通过对管控体系的科学利用能够有效使电站的运行安全得到保证。

五、结语

综合能源系统的发展基于分布式电力和微电网技术的发展，这也是智能电网的发展方向。然而，目前的综合能源系统无法有效地连接到智能电网，因为综合能源系统的能源需求太大而无法通过当前电网来满足。只有当这项技术成熟时，集成能源系统才能成功实现电网连接。

参考文献：

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作者介绍：

刘杰（1984.10.02），男，湖北武汉人，回族，研究生，工程师，单位：国网湖北省电力有限公司武汉供电公司。