【专家讲坛】消纳高占比可再生能源的智能配电网规划关键技术-北极星输配电网

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文章基于CIRED2015Session5中的相关文献，首先介绍了消纳高占比可再生能源的主要智能配电网规划技术；其次给出了智能配电网规划的投资策略案例；最后介绍了新型配电网规划和仿真工具及其研发的必要性，以期为中国智能配电网的规划与发展提供参考与借鉴。

引言

智能电网的特点是具有较高的自适应性、弹性和可靠性。与传统电网相比，用户的参与程度更高。为实现智能用电，可以通过在用户侧安装智能电表、利用通信和计量等技术跟踪用电量随时间的变化规律，有利于削减高峰时段的负荷，这一切都依赖于智能配电网规划的实施。

传统规划的对象是常规、单向、无源的配电网。在此基础上，智能配电网规划充分评估了影响供电可靠性的各种风险和因素，利用各种智能化技术，一方面降低最大负荷，提高可再生能源的接入容量，最终实现对高占比可再生能源的消纳；另一方面更加有效地利用现有基础设施，延缓对一次网络容量的投资，使供电更加经济、安全、可靠。

目前，配电网规划及其运行之间的界限越来越模糊，所以如何在规划中有效地考虑电网运行特性和要求也越来越成为国内外学者高度关注的一个研究领域。通过构建更加精确、随时间变化的电源与负荷模型将运行问题结合在规划中，不仅能够有效缓解电网投资压力，而且能够提高电网调整的灵活性；因此，考虑运行的智能配电网规划是发展智能电网的基本途径。

CIRED成立于1971年，是国际供电领域技术和管理方面最有影响力的学术会议。近年来一直致力于6个方向的研究：网络元件、电能质量、运行控制和保护、分布式能源、配电系统规划和配电网运营商（DSO）监管。

2015年会议的配电系统规划方向（CIRED2015-S5）主要讨论4个议题：风险评估和资产管理、网络发展、配电网规划、规划方法及工具。

本专题系列共包含7篇文章，分别从不同侧面介绍了CIRED2015-S5中涉及配电网规划技术的最新进展，其目的是为消纳高占比非水可再生能源提供方法和思路。系列文章之一基于CIRED2015-S5议题1总结了各国配电系统采用的风险评估和资产管理策略，提出配电网消纳高占比可再生能源的风险管控方法；系列文章之二基于议题2着重探讨和研究了配电网的技术发展方向，以便能够更经济、安全和可靠地消纳高占比可再生能源。本文为系列文章之三，主要围绕议题3的第5部分智能配电网规划进行讨论。

本文介绍了几种主要的智能配电网规划技术，包括动态调整分布式能源接入容量，动态削减DG发电出力，动态评估需求侧响应容量价值，基于高级量测系统（AMI）的智能配电网规划，以及配电网络与通信网络协同仿真。此外，还介绍了一些智能配电网规划的投资策略案例，最后对新型配电网规划与仿真工具的研发提出了新的需求。

本文介绍的这些技术基于以下思想：通过在规划中考虑运行要求，实现高占比可再生能源的消纳以及在某些情况（如网络改造）下延缓电网一次设备的投资，这与国际大电网会议（CIGRE）中的主动配电系统规划（C6.19）所介绍的研究成果以及CIRED之前所提出的新型配电规划框架是一致的，其中的一些主要思路也已经在国际上的配电公司得到了实际应用。

1.动态调整分布式电源（DG）接入容量的技术

要提高DG发电量占比，就必须提高DG的接入容量。由于可再生能源发电的间歇性，其实际运行小时数只有1000～2000h，约为传统电源运行小时数的1/4左右，相应地，如果希望DG发电量占比达到20%，则DG接入容量占比就必须至少达到80%。

传统配电网规划在确定大量接入配电网的分布式电源容量时，其基本要求是应尽量避免网络阻塞，所以网络结构是按负荷需求来设计的，而传统电网的最大容量约为最大负荷的2倍，并且必须满足N-1准则，可见如果按照传统规划和运行的方法处理大规模分布式电源的接入，就需要扩大网络容量规模，这样就会造成很多设备在大部分时间内是闲置的，极大地浪费了资源，并且当前配电网络的监测控制设备尚未具备应对随机发电及随机负荷的能力，所以也可能无法满足空间资源和可靠性的需求。

如图1所示，利用智能化技术可以在保证可靠性的同时有效地降低峰值负荷，从而达到延缓对电网一次设备投资的目的。如果期望在尽可能不过多改造电网的情况下，保证大规模接入容量的DG能够以经济、安全和可靠的方式接入电网，那么在规划阶段就需要充分考虑运行时如何动态地调整DG的发电出力。

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原标题：【讲座】范明天：No.3 消纳高占比可再生能源的智能配电网规划关键技术

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