近日,由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)等聯(lián)合主辦,隆高展覽(上海)有限公司承辦的“第17屆中國全電展”在上海新國際博覽中心舉行。展會(huì)同期舉辦了“能源互聯(lián)網(wǎng)+電力電工裝備技術(shù)”論壇,圍繞智能電網(wǎng)技術(shù)、新能源并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)等共同探討能源的新發(fā)展和新機(jī)遇。在此次論壇上,華北電力大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師李鵬發(fā)表了以主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)為主題的演講,成為與會(huì)專家關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
當(dāng)前,隨著新能源和可再生能源發(fā)電項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn),大量分布式電源接入電網(wǎng),對傳統(tǒng)配電網(wǎng)帶來了巨大挑戰(zhàn)?!案邼B透率分布式電源接入,導(dǎo)致配電網(wǎng)潮流雙向流動(dòng)和潮流的不確定性,其無序接入又導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)電壓越限、短路電流增大、供電可靠性降低、電能質(zhì)量惡化等問題。”李鵬表示,主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)為分布式電源接入配電網(wǎng)提供了一種優(yōu)良的解決方案,為滿足智能電網(wǎng)對分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行要求提供了技術(shù)保障,發(fā)展主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)勢在必行。他介紹說,目前,美國、歐盟、日本等多個(gè)國家和地區(qū)都在開展具有創(chuàng)新性的主動(dòng)配電網(wǎng)項(xiàng)目研究及示范工程建設(shè)。
友好集成,提升配電網(wǎng)智能化水平
2008年,國際大電網(wǎng)會(huì)議的配電與分布式發(fā)電專委會(huì)C6項(xiàng)目組發(fā)布了《主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行與發(fā)展》研究報(bào)告,正式提出了主動(dòng)配電網(wǎng)(ActiveDistributionNetwork,ADN)概念。主動(dòng)配電網(wǎng)是通過利用可調(diào)節(jié)的資源和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來管理潮流,以便對局部的分布式能源進(jìn)行主動(dòng)控制和主動(dòng)管理的配電系統(tǒng)。
“分布式能源基本構(gòu)成包括分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷等。為實(shí)現(xiàn)分布式電源與配電網(wǎng)友好集成,提高分布式電源接入配電網(wǎng)的滲透率和優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,更好地滿足用戶對電能質(zhì)量、供電可靠性的更高要求,主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。”李鵬介紹。
事實(shí)上,主動(dòng)配電網(wǎng)是未來智能配電網(wǎng)的一種發(fā)展模式。主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)能夠“主動(dòng)”對分布式電源和負(fù)荷進(jìn)行分析和預(yù)測,通過調(diào)用配電網(wǎng)中的可調(diào)節(jié)資源,靈活地改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),消除分布式電源對配電網(wǎng)帶來的影響,實(shí)現(xiàn)分布式電源的高效率利用。
“為此,它能夠提高配電網(wǎng)對綠色能源的兼容性,有效、友好地集成并支持高滲透率的分布式電源,充分發(fā)揮分布式電源和主動(dòng)負(fù)荷的作用,最大限度地減少對主網(wǎng)的容量需求,且能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供調(diào)頻和電壓無功控制的幫助。”李鵬表示,主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)還具有良好的自愈能力,能夠顯著提高供電質(zhì)量,在舒緩配電網(wǎng)升級(jí)投資的前提下,有效提升配電網(wǎng)的智能化水平。
治理電能質(zhì)量,建綠色友好供用電
然而,主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用也面臨著更加復(fù)雜的電能質(zhì)量問題。一方面,分布式電源和非線性波動(dòng)性負(fù)荷種類復(fù)雜多樣,特別是風(fēng)力、光伏發(fā)電輸出功率具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性等特點(diǎn),常導(dǎo)致主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)的電源與負(fù)荷之間功率難以平衡,頻繁出現(xiàn)電壓波動(dòng)、暫降、突升等電能質(zhì)量問題。另一方面,如并網(wǎng)逆變器、固態(tài)開關(guān)等電力電子設(shè)備的大量應(yīng)用,加重了主動(dòng)配電網(wǎng)中的電壓與電流諧波危害程度。
“總之,主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用所面臨的多種電壓、電流質(zhì)量并存的電能質(zhì)量問題更加復(fù)雜、突出,迫切需要一種綜合治理技術(shù)。”李鵬認(rèn)為,統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器(UPQC)便是理想的解決方案之一。
UPQC是定制電力技術(shù)中功能最強(qiáng)大的電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償裝置,由串聯(lián)、并聯(lián)和儲(chǔ)能單元組成,其中串聯(lián)、并聯(lián)單元可以解耦后獨(dú)立運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)各自功能,也可以聯(lián)合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的綜合功能,“因此,在主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中采用UPQC,能夠?yàn)槠平鈴?fù)雜的電能質(zhì)量問題提供優(yōu)良的綜合治理手段,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的定制電力功能提供可靠的關(guān)鍵技術(shù)支撐。”李鵬說,目前UPQC裝置比較昂貴,而靜止無功補(bǔ)償器(SVC)、無源電力濾波器(PF)已經(jīng)推廣應(yīng)用,因此可以充分發(fā)揮這些裝置的特點(diǎn),將SVC中的先進(jìn)晶閘管投切電容器組、PF與UPQC有機(jī)結(jié)合構(gòu)成經(jīng)濟(jì)實(shí)用型UPQC。
李鵬認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)實(shí)用型UPQC能夠?yàn)橹鲃?dòng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中的電能質(zhì)量綜合治理提供技術(shù)保障。“總之,在UPQC的作用下,主動(dòng)配電網(wǎng)對于用戶是一個(gè)高可靠性、高質(zhì)量的理想綠色電源;用戶對主動(dòng)配電網(wǎng)來說是一個(gè)合格的用戶,從而構(gòu)建成綠色、友好的供用電環(huán)境?!彼硎?。