1、主动配电网规划管理调研课题 2016 年度调研成果报告主动配电网规划管理国网浙江嘉兴供电公司主动配电网规划管理课题组2016年 11月 15日主动配电网规划管理调研课题 课题组组长：殷伟斌 国网嘉兴供电公司副总经理课题组成员：郁家麟 国网嘉兴供电公司发展部主任陈 鼎 国网嘉兴供电公司经研所主任金 烨 国网嘉兴供电公司发展部副主任叶剑烽 国网嘉兴供电公司经研所副主任李 春 国网嘉兴供电公司发展部沈海华 国网嘉兴供电公司发展部雷 振 国网嘉兴供电公司经研所袁 傲 国网嘉兴供电公司经研所统稿人：李 春主动配电网规划管理调研课题 内 容 提 要随着能源、环境问题的日渐加剧，以太阳能、风能、生物质能为代
2、表的清洁、可再生能源发电应用得到长足的发展，加之电动汽车、智能家居等新型负荷及储能装置的稳步增长，传统的电力单向传输的无源配电网正在迅速转变为电力双向传输的有源配电网。嘉兴作为国家能源局确定的第一批新能源发展示范城市，到 2016 年 10 月底，太阳能、风能发电总规模已达到 105.7 万千瓦，其中分布式光伏发电规模 83.9 万千瓦，新能源发电渗透率达到 13.1%。与此同时，嘉兴还积推动以电动汽车为代表的新能源汽车产业发展，当前已有新能源汽车700 辆，计划“十三五 ”期间新增加 6000 辆以上，需配套建设充电桩 5000 支以上。本报告通过分析嘉兴地区分布式发电及电动汽车充换电设施建
3、设运行与发展规划情况，研究新能源与多元化负荷接入对配电网规划建设与运行控制的影响。报告建议公司积极应对分布式能源与新型负荷快速发展的浪潮，在提升主动配电网规划设计能力的基础上，加强分布式能源管控平台等二次系统建设，加快配电网通信接入网络布局，推动配电网发展质量提升，尽快实现从有源配电网到主动配电网的质变过程。关键词：分布式能源 主动配电网 对策建议联系人：李春 发展部 13957384388主动配电网规划管理调研课题 1目 录第一章 主动配电网概况 .2第一节 主动配电网起源与国内外发展情况 .2一、主动配电网的起源 .2二、主动配电网在国内外发展情况 .3第二节 主动配电网技术基础 .8一、
4、主动配电网基本定义 .8二、主动配电网核心理念 .9第二章 嘉兴主动配电网发展基础条件 .13第一节 嘉兴经济社会发展与能源消费情况 .13一、嘉兴经济社会发展概况 .13二、嘉兴能源电力消费情况 .14第二节 清洁能源发电发展情况 .16一、太阳能发电 .16二、风力发电 .21第三节 配电自动化及通信建设情况 .22第四节 可控负荷发展情况 .23第五节 分布式发电运行情况 .24一、分布式光伏发电运行效率 .24二、分布式光伏发电影响分析 .26第三章 嘉兴主动配电网发展策略建议 .28第一节 提升主动配电网规划设计能力 .29第二节 加强分布式能源管控平台建设 .32第三节 加快配电网
5、信息通信网络建设 .34主动配电网规划管理调研课题 2第一章 主动配电网概况第一节 主动配电网起源与国内外发展情况一、主动配电网的起源随着全球经济的增长和人口压力的增大，人们对能源的需求与日俱增，现代城市普遍面临传统能源短缺、生态环境恶化等一系列问题，世界各国，特别是发达国家，纷纷选择将开发新能源产业、发展低碳经济、培育新能源城市作为推动经济可持续发展的重要举措，以风能、太阳能、生物质能为代表的清洁、可再生能源获得快速发展。这些清洁可再生能源大部分以分布式发电（Distributed Generation，DG）的形式连接到配电网，就地消纳，与传统大电网互为补充。分布式发电的大规模发展，是国家
6、实现能源结构调整与环境保护的重要措施，也是电网企业必须接受的重要挑战。面对新的发展环境，需要一种新的电网解决方案来提供一系列的网络技术、规划设计和运行策略，主动配电网（Active Distribution Networks，ADN ）应运而生。2006 年，国际大电网会议（International Council on Large Electric Systems，CIGRE）配电及分布式发电研究委员会（C6 ）成立了以 C.Dadamo 为召集人的 C6.11 工作组，主动配电网规划管理调研课题 3研究组队配电网的发展与运行课题（20062009），从而首次提出 ADN 的概念； 200
7、8 年，CIGRE 强调了分布式发电资源（Distributed Energy Resource，DER）在微电网和主动配电网中的应用和研究；2009 年，CIGRE 的 C6.11 工作组完成了“主动配电网的发展和运行” 课题演技工作，在发表的报告中明确了 ADN 的定义，并获得国际供电会议（International Conference on Electricity Distribution，CIRED）和国际电气与电子工程师学会（The Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE ）的广泛认可。同年的国际供电会议上，主动
8、配电网规划方面的问题得到广泛关注。2010 年，CIGRE 正式设立以 F.Pilo 为召集人的 C6.19 工作组，对主动配电网的优化规划问题进行研究，以引导主动配电网发展；2012 年，CIGRE 鉴于大量 DER 接入配电网，C6 决定将主动配电网改称为主动配电系统（Active Distribution System，ADS ）；同时，C6.19 工作组于 2012 年 6 月发表主动配电系统规划和优化方法的最终研究报告。二、主动配电网在国内外发展情况（一）理论研究方面主动配电网及其相关技术的研究进展信息主要来源于：主动配电网规划管理调研课题 4（1 ） 国际上的研究动态，如：CIGR
9、E 的 C6 专委会、美国电力科学研究院（Electric Power Research Institute，EPRI）工作组、国际会议等；（2 ） 欧盟（European Union，EU）的相关工程，如：微网工程、EU FP6 示范项目 ADINE 等）；（3 ） 智能电网相关示范工程；（4 ） 其他国内外相关项目。目前，国际上已经完成了 ADN 的顶层概念设计、项目实施验证、模型算法研发等方面的初步研究。但是，由于核心计算工具的缺乏，除欧美一些国家外，多数国家 ADS 还未成为配电网规划和运行的必要内容，且主动管理与主动控制仍处于初始阶段。中国大约从 2010 年引入 ADN 的概念，2
10、012 年开始兴起相关研究。中国电力科学研究院范明天教授在其论文中分析说明了分布式能源（DER）接入对传统配电网的影响和主动配电网的发展必要性，比较了传统配电网与主动配电网的差异，并探讨了主动配电网规划设计的技术经济可行性。湖南大学曹一家教授对含分布式能源的辐射状配电网最优潮流问题进行了研究，建立了一种在负荷不平衡配电网短期运行中考虑分布式能源预测误差的基于机会约束优化的多目标最优潮流模型。陕西电力科学研究院刘健教授、东南大学陆于平教授以及山东理工主动配电网规划管理调研课题 5大学的徐丙垠教授等研究团队研究了含分布式电源配电网的保护问题以及故障定位、隔离与恢复供电问题。对分布式电源的故障电流特
11、性和含分布式电源配电网的短路电流进行了分析，探讨了根据故障电流信息和传统故障定位规则，对含分布式电源配电网进行故障定位的可行性分析，取得进展。（二）示范工程方面在 ADN 的实际工程方面，世界范围内有美国、澳大利亚、意大利、希腊、德国、英国、加拿大、荷兰、丹麦、西班牙、日本、中国等开展了数十项具有创新性的 ADN 项目。欧盟开展了 ADINE、ADDERSS、GRID4EU 等代表性的ADN 示范项目：ADINE 项目主要以配电网络对高渗透率 DG 的开放兼容为目标，重点研究内容包括：智能配电自动化、ICT 和 ANM控制技术等，项目展示了可使 DG 接入更加方便的解决方案，提出了可适应大规模
12、 DG 接入的系统保护配置、电压控制、故障穿越和防孤岛等策略。ADDRESS 项目于 2008 年开始实施，历时 4 年， 11 个国家参与，重点研究智能配电网理念下以“主动需求(AD)”为核心的用户侧需求响应技术。该项目建立了用于实时数据处理的大型、开放式电力通信网络，大规模实验并应用实时激励等需求侧管理技术，验证了 AD 对系统效益的积极作用。GRID4EU 项目由 6 家欧盟国家配电系统运营商共同主动配电网规划管理调研课题 6参与，主要涉及智能配电网的规划、运行及控制关键技术、标准制定，以及成本效益分析等方面内容。国内在密切跟踪主动配电网技术前沿的同时也在积极进行试点示范工程建设，201
13、2 年开展了 863 项目“主动配电网的间歇式能源消纳及优化技术研究与应用”研究，并在广东电网进行示范。“ 多源协同的主动配电网运行关键技术研究及示范”也已经获得 2014 年度的 863 项目立项，将分别在佛山、北京、贵阳、厦门进行示范。广东电网主动配电网示范工程： 示范点选择佛山市三水区 4 条馈线线路，建设利用先进的信息、通信以及电力电子技术对规模化接入分布式能源的配电网实施主动管理，能够自主协调控制间歇式新能源与储能装置等分布式发电单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行，实现电网兼容及应用大规模间歇式可再生能源，提升绿色能源利用率，优化一次能源结构。实现主动配电网在正常工况下
14、以及故障工况下的消纳与协调控制能力的验证，并作为间歇性能源在配网消纳中的示范，保证 5.5MWp 间歇式能源及 1.1MWh 储能系统的接入，实现间歇式能源 100%消纳，实现供电可靠率 99.99%以上。北京电网主动配电网示范工程： 示范点选择北京未来科技城，系统最大负荷不低于 200MW，220kV 变电站 2 座，110kV 变电站 5 座，10kV 变电站不少于 30 座；具有多种清洁能源种类不低于 4 类：冷热电联产机组不小于 250MW、垃主动配电网规划管理调研课题 7圾焚烧发电不小于 30MW、垃圾填埋发电不小于541.25MW、多点接入光伏发电总量不小于 5.68MW、风机不小
15、于 1.5MW、电动汽车集中充放电站容量不小于 10MW、储能规模不小于 500kW/1MWh。全网可再生能源装机不低于总负荷 20%。示范工程完成后可实现 100%全额消纳可再生能源，核心区供电可靠率不低于 99.999%，并且具备提供无电压暂降和短时中断的高品质电力定制能力。厦门电网主动配电网示范工程： 示范点选择福建海西厦门岛，系统最大负荷不低于 120MW，清洁能源种类不少于 3类：冷热电联产机组不低于 150MW、垃圾焚烧发电不低于2MW、多点接入光伏发电总量不低于 60kW、电动汽车集中充放电站容量不低于 5MW、移动式储能车规模不小于1MW/2MWh。示范工程完成后可实现 100%全额消纳可再生能源，核心区供电可靠率不低于 99.99%。贵州电网主动配电网示范工程： 示范点选择贵州省贵阳市清镇红枫供电区域，建成集水电、风电、光伏、冷热电联供、储能、电动汽车充电设施的主动配电网集成示范工程。示范工程规模：10kV 线路不低于 5 条，最大负荷容量不低于10MW。电源装机容量：冷热电联供机组不低于 500kW、光伏发电总量不低于 250kW、储能不小于 200kW/400kWh、水电不低于 5 MW、电动汽车充电桩数量不少于 4 个。示范区接入主动配电网全局运行决策系统的能源种类不低于 4 种，可再生
