配电网韧性的意义及关键问题探究

2017-02-11 09:56:39 电力系统自动化　点击量：评论 (0)

摘要:极端自然灾害的日益频繁发生和由此造成的大规模停电经济损失,使配电网的灾害应对能力得到了广泛关注。为了评估配电网应对极端自然灾害的能力,配电网引入了韧性的概念。在综述配电网与相关工程领域韧性研究文

4.2提升配电网韧性的预防措施

现有的配电网灾害应对策略主要以系统重构和黑启动研究为主,属于韧性提升中的恢复措施。在预防措施方面,相关研究很少。事实上,在自然灾害袭击前,配电网可以获得部分灾害预报信息。调度员可以根据此信息调整配电网潮流分布,提高其在灾害中的存活概率。如将配电网预先分为几个子分区系统,并调整配电网潮流减小各个子分区间的功率交换。在灾害袭击时,配电网可以将被破坏的分区切除,从而在暂态波动不大的情况下保证其他分区关键负荷的正常供电、限制停电范围。类似的分区思想已经在文献中有了初步讨论。另一方面,配电网可以根据灾害预计信息,事先制定重构恢复策略预案。在灾害结束后,就可以根据实际损坏情况对这些预案进行筛选,避免求解复杂的混合整数非线性优化问题,缩短停电时间。

4.3微电网对配电网韧性的提升作用

随着主动配电网的发展,分布式能源越来越多地参与到配电网调度运行中[66-68]。由于新能源出力与自然条件密切相关、可控性不强,因此可以将微电网作为主动配电网的调控单元。通过微网内部能量管理系统调控各分布式发电的出力,配以需求侧响应和储能控制,提高配电网对微电网整体的可控性。

现阶段,微电网可以在自然灾害中离网运行,保证微网内部关键负荷的持续供电[69]。随着微网容量增加、可控性增强,微电网可以在配电网中起到“虚拟馈线”(virtualfeeder)的作用[61]。在灾害中,微电网不仅可以维持内部关键负荷供电,还可以为配电网中的临近关键负荷提供电能。通过缩短关键负荷的停电时间和范围,微电网可以提升配电网韧性。

为了实现微电网对配电网的支持作用,需要研究微电网内部能量管理与配电网调度的协调方法,实现微网功率输出能力与配电网功率需求的匹配。

考虑到自然灾害的具体情况,还需要对微电网恢复配电网关键负荷的可行性展开评估,如设备是否损坏、系统存活性、功率限值约束等。此外,若微电网为用户私有,那么需要设计合理的接入准则和价格协定[70]。从规划层面,可以通过设计微网的接入点和接入方式,最大化微网对配电网关键负荷的支持效果。

5 结语

日益频繁发生的极端灾害及其所造成的重大影响使配电网韧性成为了国内外的研究热点。本文总结了工程韧性的相关文献,并将其应用于配电网领域,介绍了配电网韧性的概念、意义、评估方法和提升措施。

针对现有配电网“自愈”、重构恢复等研究在应用于极端灾害场景时的不足,本文提出了配电网韧性的关键问题和可能的研究方向,以期为后续研究提供参考。