近日，由中國電器工業(yè)協(xié)會、中國電工技術(shù)學(xué)會等聯(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)表了以主動配電網(wǎng)技術(shù)為主題的演講，成為與會專家關(guān)注的焦點之一。
當(dāng)前，隨著新能源和可再生能源發(fā)電項目持續(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)。“高滲透率分布式電源接入，導(dǎo)致配電網(wǎng)潮流雙向流動和潮流的不確定性，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)運行要求提供了技術(shù)保障，發(fā)展主動配電網(wǎng)技術(shù)勢在必行。他介紹說，目前，美國、歐盟、日本等多個國家和地區(qū)都在開展具有創(chuàng)新性的主動配電網(wǎng)項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)會議的配電與分布式發(fā)電專委會C6項目組發(fā)布了《主動配電網(wǎng)運行與發(fā)展》研究報告，正式提出了主動配電網(wǎng)（ActiveDistributionNetwork,ADN）概念。主動配電網(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)行主動控制和主動管理的配電系統(tǒng)。
“分布式能源基本構(gòu)成包括分布式發(fā)電、儲能和可控負(fù)荷等。為實現(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，主動配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生。”李鵬介紹。
事實上，主動配電網(wǎng)是未來智能配電網(wǎng)的一種發(fā)展模式。主動配電網(wǎng)技術(shù)能夠“主動”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，且能夠為電網(wǎng)提供調(diào)頻和電壓無功控制的幫助。”李鵬表示，主動配電網(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性、隨機(jī)性、間歇性等特點，常導(dǎo)致主動配電網(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、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，加重了主動配電網(wǎng)中的電壓與電流諧波危害程度。
“總之，主動配電網(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)量綜合補償裝置，由串聯(lián)、并聯(lián)和儲能單元組成，其中串聯(lián)、并聯(lián)單元可以解耦后獨立運行，實現(xiàn)各自功能，也可以聯(lián)合運行實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合功能，“因此，在主動配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中采用UPQC，能夠為破解復(fù)雜的電能質(zhì)量問題提供優(yōu)良的綜合治理手段，同時為實現(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，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)實用型UPQC。
李鵬認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)實用型UPQC能夠為主動配電網(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，主動配電網(wǎng)對于用戶是一個高可靠性、高質(zhì)量的理想綠色電源；用戶對主動配電網(wǎng)來說是一個合格的用戶，從而構(gòu)建成綠色、友好的供用電環(huán)境。”他表示。