关于电网目标网架规划的探讨

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关于电网目标网架规划的探讨

马振琦

国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 314000

摘要: 随着新型能源的使用,对电网目标网架规划的探讨也在业内引起了广泛的讨论,下文将会从新式能源的电力特征、分布式电源的使用情况,结合主动配电网负荷分类等出发,研究电网目标网架规划中可能存有的影响因素。再来从储能与多源荷方面进行分析,提出适应主动配电网网架发展的规划目标,尝试寻找出最适合国内网架转型的优化方案。最后对传统电网10千伏配电进行一定的分析,通过对几种典型的接线模式下,其对分布式电源接入的适应性,并结合相关文献资料,提出对电网目标网架规划的建议。

关键词:配电网网架规划;多源荷;储能

引言:

我国的国力在近几十年来不断提升,整体消费水平的提升使得能源需求也在不断的增加,推动着能源结构的转型。近年来太阳能、风能等能源的应用已经融入了人们的生活中,绿色能源的使用将更好地保证地球资源的可持续发展,减少对不可再生资源的使用。但同时太阳、风能的分布式电源存有的问题也十分明显,其中如何构建电网构架,提高电网可靠性就是一个重点问题。另一方面,随着新能源行业的发展,传统的配电网也需要进行转型,因此下文从这两个方面出发对电网目标网架规划展开探讨,尝试构建出符合新时代需求的电网目标网架。

 一、多源荷接入带来的影响

(一)分布式电源带来的影响

从能源角度出发将分布式发电可细分为太阳能电力、风力电力、水利电力、煤燃气电力等,其中太阳能与风力作为世界新能源发展最快的两种,后文会有详细的电力特点分析。

1光伏电网的特点

光伏电网的时间特点十分明显,主要集中在上午七点至下午六点,中午时间段能源输出最大。因为是依靠太阳能进行发电,其与光能的辐射强度以及天气情况都有所关系,另外还有季节性特定,在春秋季其发电量也较多。

2风电电网的特点

与光伏电网相比较,风电电网的随机性更大,发电的特点就是存有很大的不确定性,因此风力发电产生的能源是难以预测的。这也是风力发电最为明显的短板,并且根据发电站所在的地域不同其发电特点也存有不同之处。

3分布式电源带来的影响

分布式电源接入使用后代表着电网结构开始发生变化,由单向转化为双向,并且有着电源点较多的特色,国家政策在不断的推进分布式电源的发展,这也使得其在配电电网中的渗透率已经有一定的占比,其对电压水平与网络损耗这两方面的影响较大。

其接入后会使得电力传输的功率减少,同时电压损耗也减少,因此需要适当的提高电压水平,如果在负荷较重的电路中适当的接入分布式电源可以更好的减少传输过程中的电压损耗。

分布式电源接入是可以根据距离来定的,这说明其可以降低网络损耗,但使用不当也会适得其反,另外在电能的质量上来看,分布式电源因为需要较多的设备,电力的多次传输过程中有可能会产生变化,质量有可能会降低,在供电的可靠性上来看,分布式电源还是更加适合作为备用电源储备。

(二)多样性负荷带来的影响

1多样性负荷的类别

随着科技的不断进步,电力行业也在不断的发展当中,电网的结构也越来越复杂,这也使得电力负荷的种类不断增加,因此需要对其进行一定的划分,文中主要从负荷与配电网的互动特征作为切入点,进行一定的分类。其主要分为两大类,一为不可控负荷,这是指其用电的时间变化较小,产生的变化规律也小,是几乎无变动的负荷。

二为可控负荷,在可控负荷中又分为可消减负荷与可转移负荷。可消减负荷是指电力平衡出现问题时,其可借助限制性控电来调节。而可转移负荷就是指灵活的用电,可以通过需求来实现电荷的移动,并且可以将电力传输从单向变为双向,在电网目标网架的规划中,要合理利用负荷特点,使之与电网配合,提高用电效率。

2多样性负荷接入带来的影响

多样性负荷的接入可以使得电网的可控制性得到提升,另外对网络损耗也可以进行一定的调节,其缺点是可能会降低电能的质量,因其可能带来的影响较大,想要构建出合理的电网目标网架规划,就一定要对其进行分析。

(三)储源接入带来的影响

储能技术也随着科技的提升在不断进步当中,其造价成本在不断降低,我们可以将其简单的划分为机械储能与电化学储能。

而在分布式发电系统中储能接入主要是对电网中能量输出不稳定时,可进行一定的调节,从而提高如风力发电这中随机性较大的发电网的不足,提高电网能源的稳定运输。其还可以提高新能源接入与涉网的安全性,可以参与紧急事故的协调工作,降低过流风险事故产生的可能性,还可以提高电网的电压水平。

二、与之适用的主动配电网网架结构规划

(一)主动配电网网架结构的规划

因为我国地域辽阔,分布式电源的配置上第一点要考虑的就是地理环境,以及各地区的区域特点,因此在风能上要研究适当的容量估算法,光能发电站也是如此。其中要注意的是不可仅仅只考虑发电设备出力的概率密度函数,还要考虑到传统电网对电力系统的调节能力,所以还将日负荷曲线与商机电网容量的情况也充分进行考量。

(二)分布式电源10千伏网架结构的规划

关于分布式电源10千伏网架结构的规划,需要借助最小生成树算法,这样才可以生成原始网络并结合特卡洛的拉丁超立方抽样模拟方法,对发电因素抽样,使得利用原对偶内点法计算出下层函数对应值,设置分布式电源出力情况,使用前推回代法潮流计算分布式电源不同出力条件下网络损耗功率以及变电站的功率,并将计算结果反馈至上层函数,改变上层函数的分布式电源的渗透率并对不满足约束条件的加系数控制,得出分布式电源接入点的最优位置, 将一次性网架投资、上级电源电量费用等数值带入上层函数进行优化计算,计算出规划需要的建设成本。

分布式电源的接入可以有效的降低网损情况,进而减少相应的费用,可以得到最符合经济效益的网架结构。

三、对主动配电网网架结构规划的分析

(一)主动配电网典型网架结构

网架结构中在居民生活用电区域需要搭建架空线路,因此在框架的初步搭建阶段,可采用单辐射接线模式为主,其结构简单并且便于操作,经济成本也较低,缺点也十分明显,就是出现故障时无法做到符合转移。

而后随着网架架构的不断升级,可以将多段单联络作为过渡的接线模式,其在电路出现故障时,可以利用环网柜进行分段对符合进行转移,但是一旦环网柜出现故障就无法保证电力的供应。

最后,随着电网网架的结构不断升级且发展至成熟阶段,客户的供电需求为高可靠性与稳定性,可以逐步升级为两分段两联络的接线模式,或者三分段三联络的接线模式等,其保证安全性的同时还可对电网进行灵活控制,提高线路的利用率等,在网架结构的搭建上,应逐步根据实际情况与需求来完成。

(二)对主动配电网网架结构规划的分析

主动配电网网架节后是当下的主要发展趋势,其可以根据现有的电网结构进行一定的升级,可以使得电力设备得到最有效的利用,并且减少项目资金的投入。通过多样性负荷的灵活运用,能保证在对现有的电网结构不产生实质性变化的同时,做到确保配电网建设过程中的稳定性与安全性。

四、结束语

综上所述,关于电网目标网架规划的探讨需要从多角度出发,上文重点是从光伏与风力发电上研究其可能带来的影响,对适应高渗透率多元源荷接入的主动配电网存有的可能性进行一定的分析,希望能够对电网目标网架规划的发展尽一份绵薄之力。想要构建出满足国内用户生活需求,符合新时代标准的电网网架结构,还需要进行更多更深入的探讨。

  参考文献:

[1]李航,陈爱静,刘明昌,于泽龙,郭见红. 以科学规划引领为中心的“四步四维”电网规划分析法创新和实践[C]. .中国电力企业管理创新实践(2019年).:《中国电力企业管理》杂志社,2020:309-311.

[2]李凯. 适应多元源荷接入的配电网规划研究[D].山东大学,2019.

[3]彭翔,龙源,刘杨,蔡菲,闫珩亮.电网规划与大用户接入的协调发展[J].江西电力,2019,43(02):30-32.

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