主动配电网源网荷协调运行示范工程可行性研究报告.docx

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1、网荷协调运行示范工程可行性研究报告20XX年XX月目录一、项目概况11项目名称212项目背景21.3项目建设条件31.3.1 示范区域电源条件41.3.2示范区域网架条件41.3.3示范区域负荷条件6二、项目建设目的8三、项目建设可行性分析113.1 项目必要性分析111 .1.1预期效益113 .1.2支持政策113. 2主动配电网及其控制系统建设可行性分析13四、项目实施方法154.1系统总体方案154. 2主动配电网及其控制系统配置方案164. 2.1主动配电网运行决策系统主站及区域管理设备164. 2.2配电自动化控制终端184. 2.3负荷主动管理终端204 2.4储能系统建议配置方

2、案205 .2.5通信系统214.3项目实施计划224.4主动配电网及其控制系统预算224.5拟合作对象23一、项目概况1.1项目名称主动配电网源网荷协调运行示范工程12项目背景面对全球节能减排和能源可持续发展的巨大挑战，大力发展分布式可再生能源发电已经成为必然选择。但是分布式电源(DG)尤其是可再生能源的接入将对配电网造成广泛的影响，主要表现在：改变配电网的电压水平、提高配电网的短路容量、继电保护策略的复杂度加大、影响网络的供电可靠性以及加剧电能质量的恶化等。目前，虽然微电网(简称微网)技术的不断成熟以及虚拟发电厂(VirtUa1powerP1ant,VPP)技术的发展给DG的集成提供了解决

3、方案，但是，由于微网受其容量限制以及其控制目标不同，尚不能完全解决规模化DG尤其是可再生能源发电集成到中压配电网带来的传统被动单向供电配电网向双向供电多电源配电网转变的技术问题。可再生能源发电技术、储能技术的进步以及电力电子技术的同步发展解决了DG在中压配电网的并网运行问题，但电网侧尤其是配电网仍然存在可再生能源消纳能力不足、一次网架薄弱、自动化水平不高、调度方式落后以及用电互动化水平较低等问题，严重制约了可再生能源的高度渗透，不利于能源结构的优化调整。随着可持续发展和用电经济性、可靠性的要求，以清洁、智能为核心的能源革命正在拉开序幕。主动配电网的概念应运而生，所谓主动配电网(ACtiVeDi

4、stributionNetwork),是指包含各种分布式能源，如分布式发电、可控负荷、储能装置等，同时具备综合控制上述分布式能源能力的配电网络。主动配电网，概念的核心在于主动。主动的含义在于：改变了传统配电网的运行模式，不再被动地接纳分布式能源，而是通过有效控制方式，保证电网运行的有序性，提高电网运行水平，提升电网运行综合效益。在主动配电网中，分布式能源的运行方式可灵活控制，线路潮流可双向流动，配电网可以和输电网发生能量的双向传输。主动配电网是电力系统智能化、可再生能源发展以及电动汽车发展的必然产物，将对配电网乃至整个电力系统产生深刻的影响。主动配电网的出现使电力系统对大型发电厂和输电网的依赖

5、逐步减少，原有的单向电源馈电潮流特性会发生一定变化，使中低压配电网与上一级电网产生双向潮流，将随之引起一系列包括有功平衡、无功平衡以及电压调整在内的问题，对传统模式的配电网运行提出了新的挑战和要求。实际上，在2008年CIGREC6正式提出主动配电网概念之前，已经有一些国家地区开始了配电网接入分布式电源并进行控制运行的尝试。此后，与主动配电网相关的理论研究和实际项目不断开展。目前，XX地区已经有大量分布式电源接入电网，截至2015年4月光伏装机19.406981万千瓦，主要分布在XX市区，以IokV、0.38kV接入用户变侧的居多，直接接入公网的光伏电站主要电压等级为10(20)kV。虽然当前

6、分布式电源的容量与电网规模相比相对较小，对电网运行无影响，但增加了大量管理工作。在XX推行主动配电网示范工程可以有效解决分布式电源接入带来的控制管理等方面的问题，利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，自主协调控制间歇式新能源。通过该项目的落地能够有效解决XX示范工程所在区域内分布式发电的消纳问题，丰富多能源可靠协调的使用方式，提供更加坚强、灵活、经济的电力供应。131页目建设条件项目位于XX市XX区，选取其中枫香一线、港北线、樱花线、香樟线四条WkV线路作为典型示范线路，建设主动配电网源网荷协调运行示范工程，实现各发电单元与需求侧负荷高峰、低谷的实时平

7、衡互补，充分利用用户侧可控资源的响应能力，平抑电源出力波动，实现可控负荷与分布式电源运行状态相匹配的负荷电压柔性调节，提升“源网荷”之间协调水平，实现区域分布式能源的就地充分消纳，实现多能源系统的联合优化运行。1.3.1示范区域电源条件目前，XX地区接入电网的分布式电源均为光伏发电项目，截至2015年4月光伏装机19.406981万千瓦，主要分布在XX市区，以IOkV、0.38kV接入用户变侧的居多，直接接入公网的光伏电站主要电压等级为10(20)kV。示范区域具有大规模光伏发电，项目开展范围光伏装机7.1MW。同时示范区域内可根据需要进行光伏扩建，主要考虑光伏建筑一体化。示范区域内现有光伏详

8、细配置如表1所示。表1示范区域!概有光伏照B遭序号用户名称电压等级(kV)公网主供线路名称及用户接入点公网变电所名称并网方式并网点总容量(MWP)1XX开发区科技工业园XX格力博有限公司IOkVIOkY樱花线运河变用户IokV并网12IOkVIOkV樱花线运河变IokV公网线路T接并网13XX泰德高尔夫用品IOkVIOkV樱花线运河变用户0.38kV并网14XX亚美柯机械设备IOkVIOkV港北线北港变用户IOkV并网11.00455XX市海氏橡塑制品IOkVIOkY枫香一线运河变用户0.38kV并网10.25486XX飞天齿轮IOkVIOkV港北线北港变用户0.38kV并网10.220017

9、XX飞天齿轮IOkVIOkV港北线北港变用户IokV并网11.379848XX远东塑料机械有限公司IOkVIOkv香樟线北港变用户Q38kV并网10.23从前述示范工程条件中可以看出，XX地区尤其是示范工程范围内具有大光伏资源，较高的光伏渗透率可以为本项目提供良好的示范条件。13.2示范区域网架条件本次示范主要选取XX市XX区位于运河变和北港变下枫香一线、港北线、樱花线、香樟线四条IOkV线路作为典型示范线路。各线路详细信息如表2所示：表2示范区域内线路详细信息序号线路名称主干长度线路长度(km)装接配变运行情况相联络线路1相联络线路2线路全长(km)合计线路允许最大载流量(A)负载率接线模式

10、联络1联络2空导架裸架空绝缘电缆台运容量(kVA)线路名称变电站名称线路名称变电站名称2OkV樱花线1.2309.214.2713.5512100548281.62%多联络IokV港北线北港变IOkV合欢线运河变3OkV枫香线3.78010.42.32.7521834048270.31%多联络IOkV东桥线奔南变IOkV东岱线西林变19OkV港北线1.1603.830.143.97321572048263.64%多联络IOkV飞天线北港变IOkV樱花线运河变23OkV香樟线1.2804.010.124.13211092548254.74%单联络IOkV童子线北港变示范区域内网架结构图如图1所示

11、。图1示范区期网魁构图示范区域内4条主干线均分布有光伏资源，对光伏资源进行主动管理与控制具有良好的示范作用。同时，示范区域内樱花线、港北线具备联络条件。在示范区域内进行主动配电网示范可以通过协调控制接入配电网的可控分布式能源，结合通信技术、电力电子技术和控制技术，对区域化、规模化的分布式能源进行主动管理，协调控制DG和储能，实现对间歇式能源的有效消纳。目前该区内开关、断路器均为三遥配置（工程在建预计2015年底建成），而且已经接入DTU、RTU等终端设备，全面实现配电自动化，具有良好的通信条件，可以为主动配电网实施提供坚实的通信及量测基础。1.3.3示范区域负荷条件目前，区内负荷以工业用户为主

12、，部分商住及办公负荷。其中典型日负荷曲线如下：图2典型日负荷曲线1图唉日负荷曲线2图4型日负荷曲线3图5典型日负荷曲线4从目前负荷情况来看其负荷波动较为剧烈，具有明显的峰谷特性，通过负荷与分布式电源的协调控制可以有效降低峰谷差，提高经济效益。同时，XX区内50kVA以上高低压用户（不含居民）均安装负控装置，由公司负控系统集中控制。这种集中控制方式可以为主动配电网负荷控制及需求侧相应提供有效的支撑。二、项目建设目的本项目旨在利用主动配电网的分层分布协调控制技术及主动优化管理等技术，来实现配电网光伏等间歇式能源、可控负荷的自主协调控制；旨在建成具有国内先进水平，高品质、高效率、高互动、高集成的主动

13、配电网应用集成示范系统。在项目中可以针对以下几方面技术进行重点的应用研究与示范。(1)主动配电网的全局运行决策优化技术示范主动配电网强调“主动管理(ACtiVeNetworkManagement),这样一个概念，即通过对分布式发电、柔性负载等多类型可控设备的有效利用，实现分布式电源的高度兼容与资产的高效利用。主动配电网运行决策系统是整个主动配电网核心，也是实施配电网主动管理的关键技术手段。主动配电网运行决策系统职责在于根据全局优化目标对配电网参数信息进行整合优化运算，实现主动配电网的运行最优调度。主动配电网运行决策系统为了获得最佳的用户经济效益，需要对分布式电源和可控负载进行综合调度，考虑其接

14、入后产生的峰谷电价差与降低线路损耗两方面所带来的经济效益，同时兼顾多分布式能源接入环境下的配电网网络重构，通过分布式电源、电网结构、需求侧响应三者综合协同，安排合理的配电网运行方案，获得最佳经济收益，保证配电网长期稳定、可靠运行。(2)主动配电网快速供电恢复技术示范主动配电网的快速供电恢复管理主要用于故障失电状态下通过对故障线路联络开关及断路器动作选择最优供电恢复路径。由于分布式电源的引入，可以将故障后的配电网转化为多组微网独立运行，当故障排除后，再重新进行并网运行。在供电恢复的过程中，由于多分布式能源的引入，供电恢复路径更加多样化，但在供电恢复区域划分中还需要兼顾分布式电源本身所具有的特异性，如光伏等间歇式能源不能用于长时间支撑孤岛运行，而大容量储能设备等用于孤岛运行需要根据目标支撑时间合理平衡供电质量与供电之间两者之间的矛盾。而类似燃气轮机、柴油发电机等设备则可以提供充分的频率和电压支撑，可以提供更多的故障供电恢复路径。(3)主动配电网的协同交互控制技术示范主动配电网由于含有大量的分布式电源、柔性负载，同时需要将电源和用户需求有效连接起来，允许双方共同决定如何最好地实时运行，所以主动配电网的控制元素相较与传统配电网会有大幅度增加。同时考虑到间歇性能源出力波动大的特点，主动配电网运行决策系统很难针对每个时刻实时进行优化计算，区域内自