配電網韌性的意義及關鍵問題探究

2017-02-11 09:56:39 電力系統自動化　點擊量：評論 (0)

摘要:極端自然災害的日益頻繁發生和由此造成的大規模停電經濟損失,使配電網的災害應對能力得到了廣泛關注。為了評估配電網應對極端自然災害的能力,配電網引入了韌性的概念。在綜述配電網與相關工程領域韌性研究文

4.2提升配電網韌性的預防措施

現有的配電網災害應對策略主要以系統重構和黑啟動研究為主,屬于韌性提升中的恢復措施。在預防措施方面,相關研究很少。事實上,在自然災害襲擊前,配電網可以獲得部分災害預報信息。調度員可以根據此信息調整配電網潮流分布,提高其在災害中的存活概率。如將配電網預先分為幾個子分區系統,并調整配電網潮流減小各個子分區間的功率交換。在災害襲擊時,配電網可以將被破壞的分區切除,從而在暫態波動不大的情況下保證其他分區關鍵負荷的正常供電、限制停電范圍。類似的分區思想已經在文獻中有了初步討論。另一方面,配電網可以根據災害預計信息,事先制定重構恢復策略預案。在災害結束后,就可以根據實際損壞情況對這些預案進行篩選,避免求解復雜的混合整數非線性優化問題,縮短停電時間。

4.3微電網對配電網韌性的提升作用

隨著主動配電網的發展,分布式能源越來越多地參與到配電網調度運行中[66-68]。由于新能源出力與自然條件密切相關、可控性不強,因此可以將微電網作為主動配電網的調控單元。通過微網內部能量管理系統調控各分布式發電的出力,配以需求側響應和儲能控制,提高配電網對微電網整體的可控性。

現階段,微電網可以在自然災害中離網運行,保證微網內部關鍵負荷的持續供電[69]。隨著微網容量增加、可控性增強,微電網可以在配電網中起到“虛擬饋線”(virtualfeeder)的作用[61]。在災害中,微電網不僅可以維持內部關鍵負荷供電,還可以為配電網中的臨近關鍵負荷提供電能。通過縮短關鍵負荷的停電時間和范圍,微電網可以提升配電網韌性。

為了實現微電網對配電網的支持作用,需要研究微電網內部能量管理與配電網調度的協調方法,實現微網功率輸出能力與配電網功率需求的匹配。

考慮到自然災害的具體情況,還需要對微電網恢復配電網關鍵負荷的可行性展開評估,如設備是否損壞、系統存活性、功率限值約束等。此外,若微電網為用戶私有,那么需要設計合理的接入準則和價格協定[70]。從規劃層面,可以通過設計微網的接入點和接入方式,最大化微網對配電網關鍵負荷的支持效果。

5 結語

日益頻繁發生的極端災害及其所造成的重大影響使配電網韌性成為了國內外的研究熱點。本文總結了工程韌性的相關文獻,并將其應用于配電網領域,介紹了配電網韌性的概念、意義、評估方法和提升措施。

針對現有配電網“自愈”、重構恢復等研究在應用于極端災害場景時的不足,本文提出了配電網韌性的關鍵問題和可能的研究方向,以期為后續研究提供參考。