海绵型主动配电网建设体系研究

欧阳科文

摘要：随着电力体质改革的深化和新型城镇化建设步伐的加快，分布式电源及多元负荷已大规模接入配电网，通过提高设备裕度换取可靠性的传统规划方法难以支撑企业和电网的可持续发展。本文将海绵型的概念引入到配电网建设中，对海绵型主动配电网进行了定义，并在此基础上提出了海绵主动配电网规划思路、原则及建设路线。

关键词：海绵型；主动配电网；体系建设

1.海绵型主动配电网定义及特征

针对分布式电源出力随机性和不可控性等特点，借鉴城市对雨水内涝的治理方式，集成信息通信技术、自动控制技术、决策支持技术和先进电力技术，通过机制引导、网架规划、运行控制、主动服务等全过程、多方位协调与管控，提高电网对源、荷两端不确定性的适应能力，实现分布式电源和负荷的就地吸收、安全传输和整体平衡。

海绵型配电网应具有以下五大特性或能力：一是吞吐性——对分布式电源和多元化负荷规模化接入应具备足够消纳能力。二是弹性——对分布式电源出力和多元化负荷的波动具备足够适应能力。三是安全性——对N-1情况下的负荷具备足够的转供能力。四是灵活性——对电网的运行具有足够的可控能力。五是经济性——充分利用分布式电源及多元化负荷对电网的支撑作用，延缓主网投资，提升电网公司可持续发展能力。

2.海绵型主动配电网建设指导思想

充分发挥电网企业的综合实力，加强与地方政府、园区的战略合作，革新配电网运营管理方式，提出主动规划新思路，主动控制新策略，主动服务新模式，构建集数据信息、运营管理和资源配置高度融合的主动配电网综合管理平台，适应各类电源灵活接入、设备即插即用、客户互动服务等需求。

3.海绵型主动配电网建设目标

建成清洁能源开放式接入、负荷多元化配置、供电灵活可靠的主动配电网，提升配电网技术服务水平和设备利用效率，实现设备利用效率提升30%、用户业扩时长下降30%、全年客户投诉总量下降30%、分布式电源渗透占比30%、线上业扩办理达到70%的“3070”目标。

4.海绵型主动配电网建设体系

4.1机制引导

通过规范分布式电源和负荷接入、电网消纳能力评估、地区接纳能力预警等措施，引导分布式电源有序并网。

1、接入机制。针对负荷和电源出力存在的不确定性，建立考虑时空跨度的分布式电源和负荷联合出力概率模型；开展基于特性匹配的负荷及分布式电源接入机制研究，以获取最佳的分时特性。

2、消纳能力评估。给出配变台区、中压线路和变电站的消纳能力估算方法，基于任意指定区域，提出基于元件述组合的消纳能力。

3、预警机制。技术与管理相结合，确定性和概率性相结合，提出新能源并网运行指标及预警机制，更好指引分布式电源接入。

4、提升策略。对影响地区分布式电源并网能力的主要因素进行敏感性分析，为经济、合理的进行建设改造提供决策依据。

机制引导模块技术路线如下图所示。

图1机制引导模块技术路线图

4.2网架规划

从目标网架、合理过渡和辅助规划三个方面加强网架建设，提高配电网规划效率效益。

1、负荷饱和年目标网架。开展海绵型配电网目标网架研究，通过纵向组合和横向优化，实现从高压-中压-低压的模块化组合和以消纳能力、适应能力、转供能力和可持续发展能力为目标的源-网-荷的协调优化，规划流程如下图所示。

2、规划过渡期项目优选。开展三维一体过渡方案研究，根据分布式电源和负荷接入规模，结合目标网架，以年投资费用最小为目标，以安全运行为约束，充分发挥主动配电网可控能力，制定一次网架建设、二次运行控制、储能及需求侧响应等可控资源的逐年配置规模和配置策略，并基于地理信息系统的网络栅格化建模，制定规划年最佳的电源落点和中压布线方案。

网架规划模块技术路线如下图6-6所示。

6-6网架规划模块技术路线图

4.3运行控制

1、基于代理方式的点控制。以单台公用配变为代理点，对辖区内低压并网的分布式光伏逆变器有、无功出力进行控制，以满足基于点的电压和传输容量约束。

2、基于集中方式的线控制。以单条10kV公用线路为对象，对从其上网的分布式电源有、无功出力，台区变压器抽头及无功补偿，线路调压器等进行控制，以满足基于线的电压和传输容量约束。

3、基于集中方式的面控制。以多回10kV馈线为对象，对线路分段联络开关和多元化负荷等进行控制，以满足辖区基于面的电压和传输容量约束。

运行控制模块通过点、线、面的分层控制，实现潮流局部平衡、分区协调和整体吸纳的调度机制，技术路线如下图所示。

图6-7运行控制模块技术路线图

4.4互动响应

1、阳光服务建设。可视化展示地区可并网容量，业务办理状态及相关政策法规，引导和规范并网项目的申报、审批及管理。

2、“互联网+营销”整合化。推广APP应用，整合95598网站、“掌上电力”、“电e宝”等在线客服资源，直观反映各种用电、用能指标。

3、互动式服务深化。基于配抢系统，开发故障点拍照上传及定位功能，发挥群策群力，利用增值服务提升电网运行安全水平；加强用电管理，通过制定需求侧响应计划，鼓励用户主动参与到错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施中，避免无计划拉闸限电。

4、新型电网评估体系。利用数据采集和互动反馈等手段，从新能源消纳等绿色指标、延缓电网投资等经济指标、提高供电可靠等安全指标、提高适应能力等灵活性指标、提高用户体验等人文指标出发，在线式高效完成用户、园区及政府对配电网建设成效的评价。

5、“一站式”配网综合管理平台。在线融合用户业扩报装、规划设计、用电管理、供电服务指挥、供电服务评价等业务，统计任务滞留时长，形成工作清单闭环管理，及时响应园区用电需求和多样化服务需要，体现电力服务的开放、公平和高效。

主动服务模块技术路线如下图所示。

图6-8互动响应技术路线图

5.小结

本章提出了海绵型主动配电网建设体系，为分布式光伏接入密度高、工业负荷重、电网还较为薄弱的园区型配电网建设提供借鉴和指导。