能源互联网视角下对配电网规划的影响分析与对策建议研究

能源互联网视角下对配电网规划的影响分析与对策建议研究

周炳华姚海燕崔金栋吴金荣冉子晗摘

要：在电力改革日渐深化的背景下，能源互联网逐步发展，给电力发展和电网规划带来了一定的影响。文章主要对能源互联网进行了深入的了解与分析，首先介绍了能源互联网的概念与普遍发展规律，并结合我国能源互联网的发展路径，分析未来的发展趋势。最后基于能源互联网背景下对配电网规划在电源侧、输配侧、需求侧三大方面产生的影响进行阐述并提出一定的建议，旨在优化配电网规划方法，对日后电网规划研究提供借鉴。Key：能源互联网;配电网规划;分布式能源;规划建议：TM7

文献标志码：A

：2095-2945（2020）31-0126-02Abstract：Inthecontextofthedeepeningofpowerreform，thegradualdevelopmentofenergyInternethasbroughtacertainimpactonpowerdevelopmentandpowergridplanning.Thispapermainlymakesanin-depthunderstandingandanalysisoftheenergyInternet.Firstly，itintroducestheconceptandgeneraldevelopmentlawoftheenergyInternet，andanalyzesthefuturedevelopmenttrendcombinedwiththedevelopmentpathoftheenergyInternetinChina.Finally，basedonthebackgroundofenergyInternet，thispaperexpoundstheinfluenceofdistributionnetworkplanningonpowermeasurement，transmissionanddistributionsideanddemandside，andputsforwardsomesuggestions，inordertooptimizethemethodofdistributionnetworkplanningandprovidereferenceforfuturepowernetworkplanningresearch.Keywords：energyInternet;distributionnetworkplanning;distributedenergy;planningsuggestion引言随着能源互联网的发展，关于配电网规划的各种新型影响因素不断涌现，传统的配电网规划形式已经不能满足能源互联网背景下的新能源供需。国内外不少学者也针对能源互联网对配电网规划影响做了一定的探究。文献[2]基于能源行业发展趋势和技术探究了能源互联网的概念、关键技术及发展模式。文献[3]以第三次工業革命为背景概述了能源互联网的基本构架及其组成，明确能源互联网在未来发展中可能遇到的问题与挑战。文献[4]从能源供需角度出发研究了与未来能源约束条件和应用技术水平相当的能源供应与消费技术框架。能源互联网作为当代最庞大的能源与互联网系统，在国内外得到了快速的发展，可借鉴典型国家的能源互联网发展过程历程分析其对配电网规划的影响[5]。综上所述，国内外对于基于能源互联网的配电网规划都有一定的研究，但是对能源互联网在实际工作中对配电网规划的影响研究不够全面系统。因此，本文主要介绍能源互联网结构框架，从不同角度分析能源互联网的具体影响，并提出自己的一些见解。1能源互联网构架及未来发展趋势1.1电力系统中能源互联网的典型构架能源互联网，可以简单理解为“互联网+电网”，是一种以可再生能源为主要能源供应源，通过互联网技术将分布式发电和储能装置互联，实现能源和信息双向流动的新型电网结构。能源互联网基本框架如图1所示，主要分为发电侧、输配电及用电侧。首先在发电侧，主要利用智能发电系统对风能、光伏等可再生能源进行整合发电，实现能源信息的互联互通。在输配侧，主要包含了能源传输系统、能源管理系统以及智能配电系统等多个系统，其中能源传输系统主要负责实现能源和信息的双向传输;能源管理系统主要是对能源进行合理计划和利用，提高能源利用率;智能配电系统主要对用户配电网络和电气设备提供不间断保护、监视、控制，从而提高用户供电可靠性。在用户侧，主要为用户储能系统和智能终端用电的发展，其中用户储能系统为用户端能量和物质的输入和输出、能量的转换和储存设备;智能终端用电主要包括智能家居、电动汽车、电气化铁路等大规模用电负荷设备。1.2我国能源互联网发展路径及未来趋势为实现构建适合我国能源分布格局以及经济社会发展需求的能源互联体系的目标，可以将能源互联网发展路径分为三个阶段。第一阶段为近期发展阶段，这一阶段主要站在全局高度下做好整体系统构架研究，初步确定能源互联的未来发展模式和技术需要;第二阶段为中期发展阶段，在这期间能源市场竞争逐渐激烈，能源管理系统逐渐完善;第三阶段为远期发展阶段，这一阶段将全面实现互联共享的信息平台，完成能源供给和能源革命。我国能源互联网的建设仍处于初次发展阶段。虽然能源互联网发展受到种种原因的制约，但随着其优化程度不断加强，适用领域和范围也将不断扩大。首先，能源供给更注重向清洁环保的可再生能源靠近，能源互联网建设更加注重分布式电源和电动汽车的接入。2能源互联网背景下对配电网规划的影响分析随着能源互联网逐渐成熟，能源互联网对配电网规划的影响也趋于多元化。为了更好的实现能源互联背景下的配电网规划，本文主要对能源互联网对配电网规划的影响进行了简单的探究，并对出现的影响提出了对策和建议。图2能源互联网对配电网规划影响如图2所示，可以将能源互联网对配电网规划的影响分为三个方面：电源侧、输配侧和需求侧;其中电源侧的主要影响为能源互联网背景下集中式和分散式的分布式电源的接入;在输配侧，主要为微网和智能配电的兴起将改变传统配电网络的布局和规划，考虑对储能设备的配电网规划产生的影响;在需求侧，能源互联网主要带动了电动汽车和多元用电的发展，出现了各类智能家居、智能建筑。2.1能源互联网背景下对电源侧的影响分析能源互联网对电源侧的影响主要体现在分布式电源的发展，主要考虑分布式发电与储能发电。当电网中大量利用分布式电源及储能放电时，使电网面临双向潮流的情况，同时由于其随机性和不确定性特征使得功率出现严重变动，影响电能质量，造成一定的线路损耗，负荷增长模式发生转变，配电网规划的负荷预测不确定性增加;节点增多使得网架结构日趋复杂，优化方案选取难度增加。2.2能源互联网背景下对输配侧的影响分析能源互联网在输配侧对电网规划的影响主要体现在微网和智能配电的快速发展。微网对配电网规划的影响与分布式电源对电网的影响大致相同，都具有不确定性、规划难度大等问题。微网的不确定性大部分是由于微网中各类分布式能源的不确定性。微网接入配电后，配电系统不仅仅是简单的电能分配，同时也兼顾了电能收集、传输和分配等功能，空间负荷预测、配电网络优化、电源规划、随机潮流等都会改变，原有的配电系统规划方法不再适应新环境下的系统规划要求。3能源互联网背景下对配电网规划对策建议分布式发电作为分布式能源的一部分，主要形式为可再生能源，具有分散随机、难以控制的缺点，使得分布式发电渗透率较低。因此为了克服电压波动较大、电能质量差的缺点，可以先根据区域内电网的实际情况对分布式发电的接入点及相应配套电网送出工程做出科学合理的规划，全面掌握区域内分布式发电资源，提高系统负荷率。由于分布式电源分布于负荷位置因此可以通过优化负荷点的分配来合理配置分布式电源。其次，面对分布式发电随机性、不确定性的缺点，可以考虑在发电侧接入适当的储能装置，减少对电网的冲击。结合微电网试点工程和评估，开展微网运营模式和政策机制问题研究，找出适合我国的微网机制。建立健全微电网技术标准，明确微电网的基本特征及功能要素。进行微电网的集成，满足各类型直流电压要求的分布式电源、充电设备、储能系统以及电热负荷等其他直流负荷的接入，提高系统的整体效率。充分利用不同能源在不同时段的消费需求，有效解决可再生能源生产与需求时间维度的不匹配，提升微网群与电网间互动能力。4结束语文章首先描述了能源互联网的基本架构，明确能源互联网的整体概念。然后根据我国能源互联网的发展路径分析未来整体趋势。最后从电源侧、输配侧、需求侧三个方面分析能源互联网对配电网规划的影响，并依据产生的影响提出合理的建议或对策。其中，电源侧的影响因素主要在于集中式和分散式的分布式能源的大量接入使得能源开始从单向传输向多向交互转换;输配侧的影响因素主要在于微网和智能配电网技术的快速發展;需求侧的影响因素在于能源互联网带动了多元用电和电动汽车领域的发展，出现了各类智能家居、智能建筑。通过对能源互联网的初步认识为今后电网规划的发展合理化提供了一定的帮助。Reference：[1]邓建玲.能源互联网的概念及发展模式[J].电力自动化设备，2016，36（03）：1-5.[2]马钊，周孝信，尚宇炜，等.能源互联网概念、关键技术及发展模式探索[J].电网技术，2015，39（11）：3014-3022.[3]董朝阳，赵俊华，文福拴，等.从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架[J].电力系统自动化，2014，38（15）：1-11.[4]周海明，刘广一，刘超