27/27主動式配電網主動配電網“主動”在哪兒？配電網有“主動”和“被動”之分嗎？答案是肯定的。來看一個主動的案例。炎炎夏日的一個上午，某大城市中，隨著大批空調逐步開啟，用電負荷直線攀升，逼近電網所能承受的最高值。主動配電網主動作為，果斷發出“精確制導”的指令，讓部分客戶家中的空調停運。幾分鐘后，負荷曲線趨于平緩，電網風險化解……根據用戶何時洗衣服、開空調等用電行為習慣，供電企業事先準備好網絡和負荷，為用戶提供定制電力服務。用戶則可以隨時查詢到實時電價，以調整用電行為節省電費，還可以查詢選用周邊的分布式電源，實現一定區域內的電力資源最優分配。這不是電影里的場景。在不久的將來，隨著“主動配電網運行關鍵技術研究及示范”863課題研究成功，這樣的場景就將成為現實。為什么要進行這項課題研究？它有何特點？對供電企業和客戶來說，它能帶來哪些好處？為此，某報記者進行了詳細調查。為什么要研究主動配電網分布式電源大量進入配電網，到一定程度，傳統配電網將面臨“電流倒送”危險提及主動配電網的研究，有必要先認識一下配電網的概念和分布式電源的特點。配電網，指的是在電力網中起分配電能作用的網絡。打個形象的比喻，如果把電網主網比作人體的“主動脈”，那么，配電網就是四通八達的“毛細血管”，用戶則處于這些毛細血管的最末端。電由大型發電廠發出，流經主網，通過配電網送到用戶，就如血從心臟流出，流經主動脈，通過毛細血管輸送至全身一樣。電流自上而下流動，就如同大河衍變成小河，再從小河衍變成小溪。在傳統的配電網中，線路選型、設備選型、相應的繼電保護、潮流控制、計量，考慮的都是單方向流動的特點。分布式電源的出現，使得用戶可以不再被動地接受電網輸送的“血液”補給，而是具有了“造血”的能力。但隨著分布式電源不斷增多，“造血”的量不斷增加，其分散性、不穩定性、間歇性的特點，則使得這些新造“血液”不能平緩、定量、持續地輸入“毛細血管”。當分布式電源增多到一定的程度，就會影響傳統配電網的特性。這意味著，傳統配電網的保護、控制策略將失效，電網的供電可靠性將受到影響。國網北京電力科信部副主任黃仁樂告訴記者：“根據國外的經驗，分布式電源接入容量原則上不超過配電網容量的30%，否則，電流可能產生倒送，有些保護和控制就會誤動。”為對日益增長的分布式電源加以有效控制，主動配電網的研究被提上日程。什么是主動配電網？“看”得更寬更遠，“聽”到更多信息，主動服務分布式電源，預判化解停電危險什么是主動配電網呢？2008年國際大電網會議C6委員會提出了主動配電網（ADN）的基本定義。定義中指出：主動配電網通過使用靈活的網絡拓撲結構來管理潮流，是能夠對不同區域中的分布式能源設備（distributedenergyresource，DER）進行主動控制和主動管理的配電系統。其中，DER包括：分布式發電（distributedgeneration，DG）、儲能系統（energystoragesystem，ESS）、可控負荷（controllableload，CL）等。其中DG主要為可再生能源，包括\o"光伏發電"\t"/2015-09/_blank"光伏發電、風能發電等；CL包括電動汽車（electricvehicle，EV）、響應負荷（responsiveload，RL）等。ADN的基本定義和組成構想目前已經得到了包括IEEE和CIRED在內的國際學術界組織的廣泛認可。（黃仁樂給出的定義，“主動配電網是內部具有分布式或分散式能源，具有控制和運行能力的配電網。主動配電網有四個特征，一是具備一定分布式可控資源，二是有較為完善的可觀可控水平，三是具有實現協調優化管理的管控中心，四是可靈活調節的網絡拓撲結構”。）“可觀性”體現在，主動配電網控制中心可以監測到主網、配電網和用戶側的負荷和分布式電源的運行情況，在此基礎上利用態勢感知技術預測其發展狀態，提出優化協調控制策略。“可控性”體現在對分布式電源、儲能、負荷等的靈活有效控制上。當優化協調控制策略制定出來以后，通過控制中心能夠實現有效的執行。通俗地講，主動配電網有更大的可觀測范圍，能掌握更多信息。目前對電網的監測范圍只能到配電網，沒有辦法知道用戶更多的實際用電信息，比如說，有沒有使用空調、安裝光伏，有哪些重要設備，更不可能知道用戶的用電行為習慣，什么時候洗衣服、開空調……主動配電網卻可以知道這些信息，進而主動服務用戶，滿足用戶的需求。它通過自動采集到的信號，進行數據分析掌握相關信息，為用戶提供最優方案。供電企業事先可以將網絡和負荷準備好，提醒用戶在合適的時機選擇用電等。用戶可以隨時查詢到實時的電價，來調整用電行為，節省電費支出，還可以查詢到周邊分布式電源有哪些，自主選用，實現一定區域內的電力資源最優分配等。主動配電網的“主動”,還體現在對有可能出現的危險進行預判，并制定一定應對策略，通過控制中心有效執行，而不是像傳統配電網只能在故障發生后才被動地采取措施。黃仁樂給記者舉了一個例子。當即將遭遇暴雨時，哪些線路有可能遭遇雷擊，可以通過控制中心對電流進行控制，使其繞過這些線路，防止大面積停電的發生，這需要用上一項關鍵技術——態勢感知技術。主動配電網好在哪里？有力促進新能源消納，形成分布式電源和配電網相互備用格局，為用電客戶節約電費。作為課題牽頭研究單位，國網北京電力相關負責人介紹說，主動配電網研究背后，有現實的強烈需求。近年來，首都新能源、電動汽車等快速發展，都對配電網規劃建設和運營管理提出了新要求。課題的立項，為解決以上問題提供了契機。課題的意義還遠不止于此——它將引領我國智能配電網領域的發展方向，具有巨大的經濟和社會效益。對用戶來說，靈活接入主動配電網，意味著更高的供電可靠性和供電質量。分布式電源和電網供電可以互為備用電源，減少停電時間，縮小停電面積，提升終端能源的利用效率。對消費者來說，主動參與需求響應和電網運行，不僅能大大提高用電的自主性，也能直接節約電費支出。打個比方，在電網負荷較高時，客戶可以將自家的分布式電源所發的電賣電給電網，而在電網負荷較低時，用大電網的電，最大限度減少電費指出。對電網企業來說，主動配電網的投入將使運營成本大大降低。高效運行的主動配電網可以提高電能傳輸效率，帶來節能效益；多電源協同則可有效解決地區輸配電能力不足等問題，保證電網穩定可靠運行；還可以進行有效的移峰填谷——如本文開頭所說的那樣精確控制負荷，減少系統故障率等。主動配電網的投運，亦可解決可再生能源的消納問題。它的投運將提高地區清潔能源和可再生能源的占比，實現可再生能源全部消納，改善環境，還將推動智能樓宇等一系列智能電網相關技術的建設發展。記者了解到，“主動配電網運行關鍵技術研究及示范”863課題由國網北京市電力公司牽頭，國網福建省電力有限公司、中國電科院、清華大學等共同參與，匯集了配網規劃等領域的頂級專家，目前已進入正式研究階段。課題將以北京未來科技城及福建海西廈門島供電區域為示范對象，建成高品質、高效率、高互動、高集成的示范工程。將來我們可以因地制宜建設\t"/newsarticle/1219/_blank"儲能站，或利用工業冷庫、\t"/newsarticle/1219/_blank"電動汽車\t"/newsarticle/1219/_blank"充電站，根據實時用電需求，決定接入的分布式能源何時并入電網、何時接入儲能站、何時用于工業制冷、何時啟動電動汽車充電，實現靈活有序地控制\t"/newsarticle/1219/_blank"新能源接入和并網。

由于點多且分散、接入電壓等級低，分布式電源大規模穩定有序接入電網一直是個世界性難題。9月9日，筆者從\t"/newsarticle/1219/_blank"廣東電網公司獲悉，該公司啟動的全國首批“主動配電網示范\t"/newsarticle/1219/_blank"工程”已完成5.5兆瓦\t"/newsarticle/1219/_blank"光伏發電系統投運，復合儲能裝置等關鍵設備已全部完成研制生產與供貨，現場已啟動電纜線路、開關設備的\t"/newsarticle/1219/_blank"改造和儲能等設備安裝工作，預計將于11月完成“主動配電網示范工程”建設。

今年7月，廣東電網啟動全國首批“主動配電網示范工程”建設，通過在配電網負荷側以中低壓形式接入多個分布式電源，并對其進行性能分析和\t"/newsarticle/1219/_blank"管理控制，未來或將實現電網高效消納分布式能源。

“將來我們可以因地制宜建設儲能站，或利用工業冷庫、電動汽車\t"/newsarticle/1219/_blank"充電站，根據實時用電需求，決定接入的分布式能源何時并入電網、何時接入儲能站、何時用于工業制冷、何時啟動電動汽車充電，實現靈活有序地控制新能源接入和并網。”廣東電網\t"/newsarticle/1219/_blank"電科院相關負責人表示，主動配電網技術成熟后，居民屋頂分布式光伏、小型風機發電、發電機等產生的電量均可輕松“為我所用”，即能為不同的用電需求提供差異化的電力服務，實現分布式能源“全部吸收、超低損耗”的高效消納，將分布式能源從電網的“負擔”轉變為“幫手”，解決大規模分布式能源接入配電網產生的影響。他表示，這已經成為近幾年各國電力行業積極探索的熱點領域。

將來我們可以因地制宜建設\t"/newsarticle/1219/_blank"儲能站，或利用工業冷庫、\t"/newsarticle/1219/_blank"電動汽車\t"/newsarticle/1219/_blank"充電站，根據實時用電需求，決定接入的分布式能源何時并入電網、何時接入儲能站、何時用于工業制冷、何時啟動電動汽車充電，實現靈活有序地控制\t"/newsarticle/1219/_blank"新能源接入和并網。

由于點多且分散、接入電壓等級低，分布式電源大規模穩定有序接入電網一直是個世界性難題。9月9日，筆者從\t"/newsarticle/1219/_blank"廣東電網公司獲悉，該公司啟動的全國首批“主動配電網示范\t"/newsarticle/1219/_blank"工程”已完成5.5兆瓦\t"/newsarticle/1219/_blank"光伏發電系統投運，復合儲能裝置等關鍵設備已全部完成研制生產與供貨，現場已啟動電纜線路、開關設備的\t"/newsarticle/1219/_blank"改造和儲能等設備安裝工作，預計將于11月完成“主動配電網示范工程”建設。

今年7月，廣東電網啟動全國首批“主動配電網示范工程”建設，通過在配電網負荷側以中低壓形式接入多個分布式電源，并對其進行性能分析和\t"/newsarticle/1219/_blank"管理控制，未來或將實現電網高效消納分布式能源。

“將來我們可以因地制宜建設儲能站，或利用工業冷庫、電動汽車\t"/newsarticle/1219/_blank"充電站，根據實時用電需求，決定接入的分布式能源何時并入電網、何時接入儲能站、何時用于工業制冷、何時啟動電動汽車充電，實現靈活有序地控制新能源接入和并網。”廣東電網\t"/newsarticle/1219/_blank"電科院相關負責人表示，主動配電網技術成熟后，居民屋頂分布式光伏、小型風機發電、發電機等產生的電量均可輕松“為我所用”，即能為不同的用電需求提供差異化的電力服務，實現分布式能源“全部吸收、超低損耗”的高效消納，將分布式能源從電網的“負擔”轉變為“幫手”，解決大規模分布式能源接入配電網產生的影響。他表示，這已經成為近幾年各國電力行業積極探索的熱點領域。

該工程屬于國家863計劃“主動配電網的間歇式能源消納與優化技術研究與應用”課題的工程實踐部分，是國內首個關于主動配電網技術的國家級重大課題。該示范工程位于佛山三水工業園區內，將于今年底完成建設并投運，屆時將全面展示主動配電網技術和分布式能源的高效消納，為我國主動配\t"/newsarticle/1219/_blank"電網建設提供積極的探索和嘗試，積累豐富的實踐經驗。(余南華席佳)

主動配電網是當分布式能源大規模接入配電網后，以“分布式電源-電網-用電負荷”三元結構為特征的一種嶄新的配用電技術。

與傳統的“電網-用電負荷”二元結構配電網不同，主動配電網技術能夠“主動”對分布式電源的性能進行分析和預測，并結合部署一些可控的分布式資源進行控制和管理，消除分布式能源對電網帶來的影響，并實現分布式能源的高效利用。筆者了解到，該工程屬于國家863計劃“主動配電網的間歇式能源消納與優化技術研究與應用”課題的工程實踐部分，是國內首個關于主動配電網技術的國家級重大課題。該示范工程位于佛山三水工業園區內，將于今年底完成建設并投運，屆時將全面展示主動配電網技術和分布式能源的高效消納，為我國主動配\t"/newsarticle/1219/_blank"電網建設提供積極的探索和嘗試，積累豐富的實踐經驗。(余南華席佳)

何為主動配電網?

主動配電網是當分布式能源大規模接入配電網后，以“分布式電源-電網-用電負荷”三元結構為特征的一種嶄新的配用電技術。

與傳統的“電網-用電負荷”二元結構配電網不同，主動配電網技術能夠“主動”對分布式電源的性能進行分析和預測，并結合部署一些可控的分布式資源進行控制和管理，消除分布式能源對電網帶來的影響，并實現分布式能源的高效利用。就像當年爭論是否將“smart”翻譯為智能電網，國內電力界的精英們現在還在為將active翻譯為“主動”還是“有源”苦惱。主動配電網自C6.11于2008年提出并已經得到足夠的關注，主動配電網是有精確定義的技術術語，而不像智能電網，僅僅是一個泛泛的口頭術語。對電力系統的各個設備（發電和用電）都有可能安裝精確的測量信息的設備（IED），信息和通訊技術（ICT）的快速發展使配電網的控制和管理模式從此與傳統不同。這與社會生活極其相似。現在社會生活有了微博，有了現場音像，個人和管理部門都有了許多可利用的現場信息，使我國這樣的集中控制和管理國家的社會生活也從此不同。傳統的配電網是被動的配電網，其運行、控制和管理模式都是被動的。由大型發電廠生產的電力，流經輸電網（高壓），通過配電網（MV和LV）送到用戶，因此中低壓（LV）配電網即為電力系統的“被動”負荷，因此配電網可以稱之為被動配電網（PDN，passivedistributionnetwork）。即使采用配電自動化，尤其是在中國，其核心控制思路仍然是被動的，即在無故障的情況下，一般不會進行自動控制的操作。現有的配電網分析計算，無論損耗、電壓和可靠性，都是基于最大負荷條件或平均負荷條件。因此，傳統配電系統本來就不是為接入大量分布式資源而設計的。以下根據C6.11的報告整理被動與主動配電網的區別：被動配電網：大量分布式能源（DER）接入配電網后可能會帶來諸多影響。例如，影響短路水平和設備選型、影響無功功率和電壓分布、影響保護、配電自動化和故障清除過程、影響特殊情況下的孤島運行。因此，為了應對大量分布式DER的接入，而且還維持原有的可靠性，需要向主動控制和主動管理發展。主動配電網（ADN）：基于智能計量技術的開發和信息和通訊技術（ICT）的發展，ADN可以延緩投資、提高響應速度、網絡可視性以及網絡靈活性、較高的電能質量和供電可靠性、較高的自動化水平、更容易地接入DER、有可能降低網絡損耗、更好地利用資產、改進的負荷功率因數、較高的配電網效率、較高的供電質量和敏感客戶的可用性。當然，ADN的發展還會面臨一些問題和障礙，如維護問題、涉及大量利益相關者時的通信復雜性、增加投資費用（設備、教育、軟件）、缺乏經驗、對于ADN特性的設定沒有統一的國際標準、DNO沒有承擔風險的動力、日常運行方式難以改變、現有規約和通信基礎設施的能力。需要制定新的監管條例、DG規模繼續擴大并被接到輸電網、信息通信基礎設施的安全性、主動網與現有被動網的不兼容性。什么是主動配電網？主動配電網與微電網有何不同？現在國內有一個很大的誤解，認為只要接入分布式電源（DG）就是主動配電網。其實并非如此，主動配電網與微網的運行狀態、控制模式、電網構成都有所不同。我們現在有一些新的概念，NetworkSolution(網絡解決方案)和No-networkSolution(非網絡解決方案)。網絡解決方案是指調整電網或增加電網設備。當負荷增長時需要進行網絡擴容，分布式發電大量接入電壓越限時就切除分布式電源。傳統的網絡解決方法是昂貴的，且分布式電源接入容量較小。由于電力負荷增長率低，且配電網已經沒有擴容的空間條件，這種傳統的解決方案已經顯現出一些問題，目前發達國家和我國的一些地區不得不考慮采用更加智能化的應對方法。非網絡解決方案是指不調整電網或增加電網設備的解決方案，如通過發電調度、需求響應、無功功率管理的控制以及網絡重構等。包括創新的分布式運行，對需求側、主動負荷和分布式儲能設備的集成，應用信息通信技術等。主動規劃即是在網絡解與非網絡解決方案之間權衡的平衡規劃。主動控制現有輸配電系統的控制和管理模式：*輸電網的控制模式：各個節點都有配置通訊和控制裝置，上世紀80-90年代就已經實現了可觀、可測和可控，EMS系統和SCADA系統保證所有發電機的出力能夠隨著負荷的波動而自動調整。*配電網的控制模式：節點量大面廣，或者完全不可可觀、可測和可控，或只能在有限的節點處配置通訊和控制手段，其余節點采用基于偽量測的狀態估計，由于配電SCADA系統太昂貴，DMS系統功能較少，一般只有出線電流可測。一直設計為輸電網的“被動負荷”。*傳統的主動控制模式：在配電自動化出現較早的國家（日本、美國），早就使用自動化功能主動地切改網絡結構、控制潮流，以提高管理水平、降低損耗，而不僅僅用于故障定位。*傳統的應對方法：負荷增長就進行網絡擴容、分布式發電大量接入電壓越限時就切除分布式電源。傳統的方法是昂貴的，且DG接入容量較小。由于負荷增長率低，且配電網已經沒有擴容的空間條件，發達國家和我國有些地區不得不考慮采用新的應對方法（更加智能化）。*被動控制和管理模式的局限性。一般配電網只調度10MW以上的機組，無法調度眾多的小規模DG。只能采用分布式控制模式，由于DG單機容量規模只是輸電網的千分之一或萬分之一，對眾多DG的調整，通訊網的功能也無法滿足要求。主動控制和管理的萌芽：主動控制并不是新名詞。在配電自動化出現較早的國家（日本、美國），早就使用自動化功能主動地切改網絡結構、控制潮流，以提高管理水平、降低損耗，而不僅僅用于故障定位。英國學者2005年研究了主動網絡管理方法，其本質就是利用AVC和OLTC對電壓進行主動調整，從而增加網絡對分布式電源的接入容量。意大利將全國負荷分為三部分，基荷、可調和可控制，對負荷實現了主動管理。意大利現在每個變電站標配1兆瓦儲能，是集中儲能模式。主動配電網CIGREC6.11在2008年提出了主動配電網（ADNs）概念發展的報告。主動配電網是指在靈活的網絡結構下協調分布式發電、主動負荷和儲能三者（定義為DERs）的運行。CIGREC6.19（2009-2014年）提出了主動配電系統（ADS）規劃與優化的研究報告。ADS是在基于ICT系統、智能控制裝置、成本效益模式的基礎上，充分利用現有資源（網絡、DG、儲能、主動負荷），對網絡解（擴容）和非網絡解（主動控制）進行權衡，對分布式能源（DERs）各種系統組合，其目的是最大可能地利用現有資產和基礎設施，滿足負荷的發展和分布式能源接入的需求，使設備比過去在更接近其物理極限條件下工作（以前是限制負載率），所述的主動配電網（ADN）就變為ADS。日本、美國、英國都做了一些所謂的主動控制，最核心是在分布式發電、主動負荷、儲能三者綜合情況下有一個靈活的結構。配電網規劃涉及的相關問題配電網規劃涉及很多事情，要綜合考慮多種資源（上級網絡和分布式能源）的綜合利用，要把多種負荷類型（電、熱和冷）進行相互協調，要對多種網絡（電力網絡、通信網絡）的協調運行，要考慮不同利益相關者（配電企業，發電商，消費者、生產性消費者）的協同共贏問題。意大利學者認為在規劃中考慮運行模式是一種哥白尼式的革命。現代配電網規劃要考慮運行模式，不再僅僅基于一個簡單運行狀態斷面（Snapshot）來表示發電和負荷；要用與時間相關的模型（timedependentmodel)，即要全面地考慮分布式電源與負荷的時變特征，要處理數據—采用AMR方法；要對負荷與發電的變化進行分類，抓取與規劃有關的運行方面的問題；要判斷以不同時間間隔表示功率變化的典型“日模式”。例如：對于新增變電站的規劃，采用傳統的規劃方法需投資110萬歐元，而基于隨機潮流的規劃方法僅需要投資83.7萬歐元，相當于削減了24%的一次投資，差異較小，因為不確定性程度較低。對于同期6個350kW快速充電站的規劃方案，其額外負荷為2MW，采用傳統的規劃方法需投資212.8萬歐元，而基于隨機潮流的規劃方法僅需要投資101.7萬歐元，節約近50%，但是一些節點壓降大于10%的時間1年只有5秒。ICT技術的應用高級量測技術（AMI）、停電管理系統（OMS）、地理信息系統（GIS）。面臨的挑戰包括:體系結構的設計、互操作性、分布式控制、傳感技術、海量數據處理、數據模型等。建議電力博士要學習和掌握ICT技術，電力博士生要深入學習通信網的知識，在規劃、可靠性、風險中應該有能力對電網、通信網進行協同。現在智能電表有很多數據，在規劃時應采用一些來自智能電表中的實際數據。有關研究報告C6.19主動配電系統規劃與優化研究共有五個小組。第一組做全世界調研；第二組把現在傳統的規劃做一些科研、做一些總結；第三組是最重要的，確定規劃的框架，考慮對方案如何進行主動管理；第四組是ICT技術；第五組是需求側集成，目的是解決主動配電網的規劃和優化環境下需求側和儲能的整合問題。工作小組1：調查問卷，結果分析（組長KhalilElBakari（荷蘭））目的是調查各公司使用的工具和方法，并對目前的情況和需求提供一種國際視野。工作小組2：傳統的規劃和目前的做法（組長ChadAbbey（加拿大），TonyHearne（荷蘭））目的是回顧用于網絡規劃的技術和當前的一些國家的商業案例，以便列出局限性和未來的需求工作小組3：主動配電系統規劃（組長GianniCelli（意大利）,LuisNandoOchoa（英國））目的是確定的配電規劃框架，其中考慮對規劃方案的主動管理。工作小組4：主動配電系統的可靠性評估（組長JasonTaylor（美國））的目的是了解對ADS可靠性的影響，這是基于信息技術和電信基礎設施的集成。工作小組5：需求側集成（組長AlexBaitch（澳大利亞）,FedericoSilvestro（意大利））目的是解決主動配電網的規劃和優化環境下需求側和儲能的整合問題。總結l由于高滲透率DER的接入，未來輸配電網之間產生了雙向功率流、負荷與電源具有了雙重不確定性，客戶具有了消費者和生產者的雙重身份。2ADS通過使用靈活的網絡結構，具有了控制潮流方向可能性，使分布式能源（DERs）在一定的程度上可承擔系統輔助服務的責任。3對于網絡的擴展和改造而言，高級自動化和控制可以作為充分利用現有資產的一個有價值的選項，在配電業務中不再將配電的運行階段和規劃階段視為是不同的任務。4信息和通信技術（ICT）不再是對電力系統的一個簡單的添加，在規劃和可靠性研究以及風險分析中，需要對電力系統和ICT系統的行為同時進行分析（協同仿真）。5智能電表及自動抄表（AMR）提供了大量的負荷分析和建模的數據。數據分析和大數據是進行規劃的關鍵驅動因素，因為必須從在線測量獲取重要的信息，以及在實際規劃應用程序中必須直接使用原始數據。6ADS規劃需要客戶的日負荷曲線文件，需采用概率表征其行為的不確定性。7經過多年的研究開發，規劃工具已經做好轉移到規模化工業應用的程度。8盡管DER滲透率還將進一步提高，但隨著相關適用可行技術的進步，ADS不僅可起著配電各層級間的功率平衡作用，還起著與上級電網之間的雙向功率交換通道的作用，因此ADS將成為局部區域各種能源的交換中心。9在進行ADS的相關研究工作中，應該考慮我國配電網的具體發展階段，例如在網絡快速擴展的同時要處理高滲透率DER接入和提高設備智能化水平等問題。未來配電網的功能應當是將電源和用戶需求有效連接起來，允許雙方共同決定如何最好地實時運行，因此自愈和互動將是電網智能化的標志。那時，大規模分布式發電將并入電網，這就要求智能配電網通過分散式智能協調，實現電網的自愈、自治和自組織，使分布式發電完全整合到智能電網中運行。總之，要充分利用主動配電網的可控資源，研究可以實現主動規劃、感知、管理、控制與服務的裝置與系統，更好地解決主動配電網的新問題和現有配電網的老問題，實現主動配電網的運行目標，即高電能品質，高運行可靠性，清潔能源的高滲透率，為主網提供電能與備用服務。主動配電網通過先進的信息、通信、\o"電力"\t"/2015-09/_blank"電力電子以及自動控制技術對各種類型的分布式能源進行組合控制，滿足綠色可再生能源的高度利用以及實現配電網雙向潮流靈活控制的配電網絡，是能從根本上解決配電網高度兼容分布式能源的有效技術手段，也是配電網未來的主要發展模式。我國政府、電網公司對于主動配電網中包含的各類分布式能源的發展始終持支持的態度。國家發展與改革委員會在2013年7月18日印發《分布式發電管理暫行辦法》，為分布式發電的發展做出了有利的政策引導。同時，為了應對風電和光伏發電的間歇性和隨機性，實現最大能力消納間歇式能源、提高系統運行的經濟性和可靠性、減少系統運行風險的技術手段等方面的研究仍在不斷深入進行。國外方面，據統計，截至2013年，世界范圍內共有包括美國、澳大利亞、日本、意大利、德國、英國等在內的11個國家和地區開展了24個具有創新性的ADN項目。其中，歐盟開展了ADINE、ADDERSS、GRID4EU等代表性的ADN示范項目：①ADINE項目主要以配電網絡對高滲透率DG的開放兼容為目標，重點研究內容包括：智能配電自動化、ICT和ANM控制技術等，項目展示了可使DG接入更加方便的解決方案，提出了可適應大規模DG接入的系統保護配置、電壓控制、故障穿越和防孤島等策略。②ADDRESS項目于2008年開始實施，歷時4年，11個國家參與，重點研究智能配電網理念下以“主動需求（AD）”為核心的用戶側需求響應技術。該項目建立了用于實時數據處理的大型、開放式電力通信網絡，大規模實驗并應用實時激勵等需求側管理技術，驗證了AD對系統效益的積極作用。③GRID4EU項目由6家歐盟國家配電系統運營商共同參與，預計2015年結束，總資金約5000萬歐元。項目主要涉及智能配電網的規劃、運行及控制關鍵技術、標準制定，以及成本—效益分析等方面內容，相關成果要求在歐洲范圍內具有可擴展性和可重復性。國內方面，在密切跟蹤主動配\o"電網技術"\t"/2015-09/_blank"電網技術前沿的同時也在積極進行試點示范工程建設，2012年開展了863項目“主動配電網的間歇式能源消納及優化技術研究與應用”研究，并在廣東電網進行示范。2014年起，“多源協同的主動配電網運行關鍵技術研究及示范”分別在北京、福建、貴州開展研究與示范建設。作為消納上述分布式能源的主體，主動配電網具有主動控制特征，應在開展工程建設時提出因地制宜的技術解決方案，并且就建設條件進行詳細的前期考察。本文首先對國內外主動配電網示范工程進行了概述，在此基礎上結合貴州電網的實際現狀，對貴州省推行主動配電網技術的必要性和建設條件進行了論述與展望。1、示范地區選址原則分析1.1在中壓配電網范圍選址分析主動配電網是實現大規模間歇式新能源并網運行控制、電網與充放電設施、負荷互動、智能配用電等電網分析與運行關鍵技術的有效解決方案。主動配電網示范工程選址通常集中于10kV及以下配電網絡，即中低壓配電網范圍，選擇這一電壓等級的主要原因如下：1）從配電網調度層面來看，目前配電網主要管理范圍是110kV和35kV的高壓配電網，其管理技術、設備都相對較為完善。與此相對的，中低壓配電網各種控制技術發展較為滯后，這主要由于兩方面原因導致，一方面是因為中壓配電網分布非常廣泛，雖然呈輻射狀分布，但總體線路數量龐大難以選擇合理的管理方式；另一方面目前中壓配電網的自動化水平不高，三遙比例較低，可觀測性較差。主動配電網控制技術可以有效填補這一空白，實現中低壓配電網的有效管理。2）從配電網現狀來看，由于主動配電網的核心目標之一是實現電網與充放電設施、負荷之間的互動，目前配電網負荷完全集中于10kV及以下的中低壓配電網，10kV及以下電壓等級已經可以充分滿足電源—負荷之間的互動需求。3）從主動配電網定義來看，主動配電網需滿足：“可以綜合控制分布式能源（分布式電源、柔性負載和儲能）的配電網，可以使用靈活的網絡技術實現潮流的有效管理，分布式能源在其合理的監管環境和接入準則基礎上承擔對系統一定的支撐作用。”分布式能源是指直接布置在配電網或分布在負荷附近的發電設施，分布式能源距離電力用戶近，輸電損耗小，可以實現高效利用；同時利用分布式能源可以有效減緩電網壓力，實現有功功率的就近提供和無功功率的就近補償。主動配電網中的分布式電源通常容量較小，為了實現分布式能源的有效監管，如果選擇35kV電壓等級以上配電網，其負荷遠大于分布式電源出力，難以實現分布式電源和負荷的互動，從而不能有效反映出主動配電網對分布式電源的控制能力。因此，選取10kV及以下配電網絡具有更好的示范效果。在前述電壓等級選取基礎上，為了實現主動配電網分布式電源監控、分布式電源調度、分布式電源消納、全網組合優化等控制目標，主動配電網示范地區選取需要從源、網、荷3個方面進行具體的考慮。1）從電源的角度來看，不同于傳統配電網對分布式電源“即插即忘”（fit-and-forget）的控制方式，主動配電網強調“主動管理（activenetworkmanagement）”這一概念，即通過對分布式發電、無功補償等多類型可控設備的有效利用，實現分布式電源的高度兼容與資產的高效利用。因此示范區域應具備大量分布式電源多點接入，其滲透率需提高到能夠影響傳統配電網的運行管理的程度。同時由于主動配電網需要對電源進行主動管理，所以分布式電源需要具有可控性，可響應控制設備的調節指令（可能包含有功功率值、無功功率值、控制模式等）。2）從電網的角度來看，主動配電網需具備靈活的運行方式，以實現配電網多種優化目標及控制策略下的靈活組網。因此示范區選取的線路之間需要有適當的聯絡，便于根據運行情況靈活調整線路拓撲。除上述一次網架結構要求以外，配電線路應盡量具有較高的自動化水平，或具備較好的改造條件，保證正常與故障兩種狀態下的主動配電網運行管理，示范區域內斷路器及負荷開關需具有三遙配置。與此同時，主動配電網為了實現數據采集、數據處理、監測與報警等功能還需要較為可靠的通信系統，以保證配電自動化系統和主動配電網控制系統的正常運行。3）從負荷角度來看，主動配電網間歇式能源的功率波動嚴重限制了分布式能源滲透率的提高，負荷主動管理為主動配電網提供了一種潛在高效的可調資源，以抑制電網功率波動、削峰填谷。因此示范區域內應盡量具有可控負荷（包括直接負荷控制、響應定價信號等）。在此基礎上，多樣化的負荷類型與良好的可調節特性可以為主動配電網示范提供更有利的條件。1.2選址約束條件分析主動配\o"電網"\t"/2015-09/_blank"電網示范地區主要選址條件及其約束總結見表1。1.3典型示范地區示范條件比較及其示范區域選擇為了研究貴州省示范條件，本文分散選擇了位于貴州省的多個典型地區進行示范條件分析，包括位于東部地區的都勻市的獨山縣與龍里縣，位于中部地區的貴陽市清鎮地區、貴安新區、開陽縣以及位于西部地區的六盤水市盤縣，興義市以及興義地區興仁縣，調研分析結果見表2。從表2中可以看出，貴州清鎮地區和貴安新區具有較好的基礎示范條件，進一步對比如下：1）清鎮地區。在清鎮地區開展示范工程建設的優勢包括：①網架拓撲結構變化豐富，可以較好地體現主動配\o"電網技術"\t"/2015-09/_blank"電網技術特點；②就近消納紅楓水電站電源，網絡中分布式電源滲透率高；③涉及線路容量較高，分布式電源就地消納的能力強，線路改造任務量較小；④示范工程建設在南方電網紅楓培訓基地內，有多種類型負荷可供控制，具備良好的改造條件；⑤三聯供系統所需燃氣的供給運輸成本較低；⑥選址為省會貴陽市，符合貴陽市“低碳城市”建設理念；交通便利，便于成果集中展示，具有突出的示范、推廣意義。主要劣勢包括：①涉及的配電線路自動化程度較低，存在改造升級的必要性；②目前已有新能源種類較少，但建設條件較好。2）貴安新區。在貴安新區開展示范工程建設的優勢包括：①已有風電、水電接入，分布式電源種類較為豐富；②網架拓撲結構變化豐富，可以較好地體現主動配電網技術特點；③貴安新區目前正在規劃建設中，示范工程內線路多為新建線路，部分主動配電網一、二次改造可納入貴安新區規劃內，線路改造任務量較小。主要劣勢：①水電裝機容量較小，難以對周邊負荷產生較大影響；②風電場距離示范區域較遠，風電能源接入示范工程所需線路較長；③示范區域內均采用電纜線路，一、二次系統建設費用較高；④儲能系統無法與接入風機容量匹配，可能需要增加儲能容量。綜合上述分析，貴州在主動配電網示范方面具有良好的條件基礎，其中清鎮地區和貴安新區均具備較好的示范條件與改造可能性，綜合考慮到驗證主動配電網關鍵技術的覆蓋程度與經濟性相平衡，可以選擇清鎮地區作為首選示范區域。2、清滇地區主動配\o"電網"\t"/2015-09/_blank"電網示范運行的關鍵技術高滲透率分布式能源的消納與電網架構、區域負荷水平、地區經濟發展狀況、配電網的自動化水平與運行方式等多種要素密切相關，為了充分發揮貴州省西部能源基地的特點，實現從被動消納到對分布式能源的主動引導，迫切要求研究與主動配電網規劃和運行特點相匹配的技術，并開發相應的應用支持控制系統。基于上述貴州省清鎮地區的示范條件，貴州省開展主動配電網建設的關鍵技術要點見圖1。2.1主動配電網規劃—運行聯合優化技術貴州清鎮地區雖然原始示范條件較好，但為了保證\o"電力"\t"/2015-09/_blank"電力網絡改造的合理性以及運行的經濟性和安全性，提高配電網的供電質量，需要對其進行科學地優化規劃。主動配電網的規劃需要在傳統配電網規劃的基礎上充分考慮幾個規劃步驟之間的相互交叉與影響，以及規劃—運行狀況的聯合優化。此外，為了實現適應于主動配電網的靈活控制和主動管理，需要多種二次智能設備及通信網絡的支撐，所以主動配電網規劃應該將一次側規劃與二次側的自動化規劃及通信規劃一并統籌考慮。具體研究問題主要包括以下3個方面。2.1.1主動配電網規劃的多目標優化方法主動配電網的多目標優化需要考慮主動配電網不同類型網架結構及其性能評估，在此基礎上研究冷熱電聯供單元、分布式發電、新型負荷等新要素接入主動配電網多目標規劃優化方法。同時兼顧不同運行環境下的不同最優目標，建立多目標優化模型，分析不同優化算法的特點，提出適用于主動配電網特點的優化算法。2.1.2電源—用戶互動模式下的主動配電網規劃由于示范現場具有可控負荷這一元素，從需求側角度來看，主動配電網由于其本身的主動性和靈活性的特點，更需要注重與用戶的互動，充分發揮需求側管理的作用。所以在主動配電網的規劃中需要考慮到上述特點，研究多源協同與終端用戶之間的互動關聯模型，建立計及多源協同與終端用戶互動的主動配電網規劃方案評估，與仿真分析環境提供互動決策支撐。2.1.3主動配電網的一、二次統籌規劃為了實現主動配電網的主動、靈活控制以及快速合理的需求側響應，除了需要一次設備的合理配置以及安裝之外，還需要完備的配電自動化二次系統支撐，尤其是與配電終端、協調控制器以及通信網絡相協調。因此主動配電網的一次規劃要與自動化以及通信等二次規劃統籌考慮，探討計及一次設備的配置，一次系統與二次系統的協調關系，配電終端、協調控制器以及通信網絡對規劃的影響等主動配電網的