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正由单向无源网络向供需互动的有源网络演变 配电网形态或迎“大变脸”

作者:苏南 来源:中国能源报 发布时间:2021-10-14 浏览:
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随着大规模能量型储能技术的成熟,未来配电网的形态将发生很大变化。除少数拥有中高压用电设备的用户仍采用35千伏、20千伏、10千伏或6千伏交流配电网外,绝大多数用户将采用低压直流微电网模式。

雄安新区首个配电“双花瓣”高可靠供电示范工程投运、浙江电网配电物联网台区交互功能测试平台启用、湖北黄石城区72条配电线路具备“自愈”功能、四川成都将实施一流配电网建设改造三年行动、中电联标准化管理中心发布《配网带电作业机器人检测规范》征求意见稿……近日,配电网领域动作频频,成为焦点。

业内人士认为,如今配电技术方兴未艾,站在新型电力系统发展关键时间节点,配电技术、配电装备面临前所未有的发展机遇,推动配电网高质量发展,需要持续不断提升配电网运维及安全质量管理水平。

数字+物理混合仿真技术适应未来需求

配网作为电网发展的主战场,地位正日益凸显。众所周知,配电台区、线路在运行中容易受到各种因素干扰,尤其是配电线路低矮且环境复杂,事故多具有突发性,受到外力破坏的威胁更大。

中国电力科学研究院有限公司宋晓辉认为,针对我国配电网故障率居高不下,单相接地、断线故障诊断误判、漏判现象仍较严重的现状,配电自动化、一二次融合装置及数字化、物联化技术应用等技术手段将为解决配电网安全问题打下良好基础。

业内人士认为,配电网数字+物理混合仿真技术,可满足设备检测由点向线至面的全方位测试,适应未来新技术发展需要。“现有电网试验研究手段不足,动模试验规模受限、数字仿真物理建模难、挂网运行局限性大。先进的新一代配电网试验研究手段是配电网真型试验系统。”浙江电力科学研究院研究员王子凌表示,通过构建和还原准真实的区域配电网,最大程度逼近配电网真实的物理环境、运行环境以及各种真实故障,在配网一次设备、二次设备、智能运检设备、配电物联网等方面,开展全方位研究与全景式试验验证。

向供需互动的有源网络演变

国网经济技术研究院有限公司总工程师李敬如认为,配电网由单向无源网络向供需互动的有源网络演变,供需平衡难度加大,源荷的界限将更加模糊,网络潮流出现复杂多向流动,对配电网的安全可靠运行提出更高要求。分布式电源大规模接入给配电系统带来更多不确定性、随机性,系统运行方式更复杂,传统确定性规划难以适应新型电力系统构建,配电网规划需要向多场景、概率性规划转变。

“随着大规模能量型储能技术的成熟,未来配电网的形态将发生很大变化。”陕西电力科学研究院副院长刘健分析,除少数拥有中高压用电设备的用户仍采用35千伏、20千伏、10千伏或6千伏交流配电网外,绝大多数用户将采用低压直流微电网模式,其特点是基于与家用电动汽车通用的储能装置、以用户为单位、采用用户低电压等级,相邻用户的低压直流微电网间以常开开关联络。

目前,我国已经建设了规模宏大的中压交流配电网,未来还将新建大量中压交流配电网,在储能技术成熟之前,这些中压交流配电网对于满足用户供电需求必不可少。但是对于一些负荷密度很低的偏远地区,该策略则显得非常不经济:供电半径长,使得电压质量难以保障,线路损耗很高;总线路长,其间还往往需要跨越高山和河流,故障率较高,维护工作量也很大,最终售电回报却很低。

“低压直流微电网为主要形态的未来配电网,可极大减少线路长度和设备数量,节约海量的线杆、沟道等辅助设施。”刘健认为,从商业模式角度看,随着储能技术日渐成熟,低压直流微电网和电动汽车一样,在未来将成为用户的首选。配电业务需要适应潮流,向协助用户建设低压直流微电网、并提供储能元件的重放电管理服务转换。

探讨研究弹性配电网灵活重构

业内人士认为,配电网是能源互联网的重要基础,目前正面临着结构形态、技术形态和功能形态变革。在高比例分布式能源、大规模电动汽车充电桩布局的背景下,配电网结构形态正在快速演变,配电网新技术、新装备不断涌现。

比如在推动配网设备管理数字化转型方面,浙江电力实现了配网设备全流程可视化追溯,打破原有各地市公司配网设备管理各自为战的局面,基本实现配网设备故障管理全量信息透明化,对同一件设备实现“终生管理”。

王子凌介绍,浙江电力改变了基层单位配网设备管理的固有观念,以前当配网设备出现故障时往往“一换了之”,或片面地将设备故障归因于“设备老化”、“恶劣天气”,如今通过故障设备全流程管控,提升了浙江全省配网设备综合管理能力、故障设备综合诊断分析能力。

在王子凌看来,配电网领域未来仍将大有可为,重点研究方向有几个方面:物联网、数据智能融合下的弹性配电网灵活重构方法;自愈控制系统主站与智能终端就地控制间的协调配合技术;弹性配电系统监测预警及全景信息可视化关键技术;先进的配电资产全生命周期智能化管理技术等。

关键字:配电网

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