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主动配电系统与被动配电系统的技术差异(下)

 卡布卡让 2018-03-09

规划


传统配电网中分布式电源接入采取“即插即忘”模式,发电量作为负荷处理,属于系统正常扰动,对电网运行影响不大。当配电系统中分布式电源 > 10 %时,其间歇性、随机性会对系统带来功率双向流动、电压波动加大、电能质量等方面的影响,因此需要在规划设计阶段就对配电系统中的电源和负荷进行主动规划。


被动配电系统与主动配电系统在规划上的区别如下表所示。


➤控制


控制是指对用户侧内所有发电资源的有功功率和无功电压控制。在主动配电系统中由于分布式电源的大量接入,需要充分利用各种无功控制设备和分布式发电的无功控制能力,进行协调控制。


常用控制方式有用户侧运行控制模式、电网 — 用户侧双侧协调运行控制模式、电网侧运行控制模式。


为了保持系统电力电量平衡,主动配电系统要求系统有保持瞬间电能平衡的控制能力。具体要求有:

a. 在合理用电范围内,考虑负荷分布特征、范围特征、电流特征等来进行负荷控制;

b. 依靠负荷控制以及能量储存设备相结合,分析分布式电源负荷的变化;

c. 可进一步考虑通过改善负荷的时间特性、频率特性和电压特性等来柔性控制负荷;

d. 利用可移动存储能力装置配合主动配电系统紧急调峰等方式,协助系统快速恢复频率稳定和电压稳定。


被动配电系统与主动配电系统在控制上的区别如下表所示。


➤管理


分布式电源、储能设备、电动汽车的接入改变了配电系统中的能量流,主动配电系统的管理主要体现在对分布式电源能源消纳机制和系统运行管理上。分布式电源能源消纳机制的构成如图3所示。


消纳机制的分类如下:

a. 当分布式能源渗透率较低时,用户可直接或通过运行方式调整实现自然消纳;当渗透率较高时,用户需要采用控制设备和技术等措施才能实现主动消纳。

b. 点消纳功率不倒送至馈线上其他点单元;线消纳以馈线作为线单元,功率在单个馈线单元内或多个馈线单元间消纳,且不存在功率倒送至变电站层面;面消纳以变电站作为面单元,功率倒送至变电站母线,需要更改系统运行方式。


被动配电系统与主动配电系统在主动管理上的区别如下表所示。


➤服务


主动服务包括为用户提供定制电力服务、高品质电能服务,使用户参与需求侧响应,为用户能效提供技术支撑,从而实现配电系统与客户、配电系统与上级电网之间的全面互动互惠。


被动配电系统与主动配电系统在服务上的区别如下表所示。


➤响应


需求响应是当电力供给成本升高或者电力系统可靠性面临威胁的时候,通过价格或激励手段,促使需求侧改变用电行为(削减或转移负荷),从而缓减供需矛盾。可控负荷和可调负荷是参与主动响应的关键负荷。


需求侧响应技术支持系统应包含实时监控、实时发布、双向信息交流以及紧急处理等功能。被动配电系统与主动配电系统在响应上的区别如下表所示。


➤主动参与


主动配电系统的主动参与主要强调分布式电源、储能设备和电动汽车参与配电系统的调度。被动配电系统与主动配电系统在参与上的区别如下表所示。


分布式电源高渗透率(> 50 %)接入的主动配电系统,其系统规划优化设计、多电源协调运行控制技术、多元复合储能技术、电能质量控制与治理技术、保护控制技术、经济运行与能源优化管理技术等都作出相应的改变。具体系统应用表现在分布式电源的建模与仿真、并网技术、规划设计、运行特性测试、调试与验收、运行维护、发电侧管理、负荷需求侧管理、储能管理、保护、信息与通信、监控系统、电源启动、运行评价等多方面。


由于电动汽车具有双重属性,即可控负荷和储能单元,具有双向能量流。电动汽车的主动参与工作模式有以下几种:

a. TC模式(Timed Charging)为时间控制模式,电动汽车在给定时刻开始充电。

b. V1G模式(Vehicle to Grid)指电动汽车充电受电网控制,电动汽车与电网进行实时通信,可在电网允许时刻进行充电。

c. V2G模式(Vehicle to Grid)指电动汽车除了在谷负荷时段进行充电,还需在峰负荷时段反向输送电能回电网。V2G技术将电动汽车作为移动储能单元,可以与配电系统实现能量交互;电动汽车、用户与配电系统之间实现信息交互(汽车能量状态、配电系统负荷状态、计费信息等)。

d. B2G模式(Battery to Home)将电动汽车作为移动储能单元,只要配备双向变流器,即可实现与建筑物的能量交换。

e. 分布式电源模式,如果配电系统中接入一定量的分布式电源,构建直流系统,可实现间歇性分布式电源与电动汽车直接对接。


储能技术把发电与用电从时间和空间上分隔开来,发出的电能不再需要即时传输,用电和发电也不再需要实时平衡,这将促进电网的结构形态、规划设计、调度管理、运行控制以及使用方式等发生根本性变革。


不同的储能技术可以提供多样化供电功率(从kW级到GW级)和供电时长(从秒级到小时级),可以在UPS系统(不间断电源系统)、削峰填谷配电系统及大容量用电管理系统等3个层面加以应用。


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