主动配电网保护方案的研究
主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究
主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究摘要：随着可再生能源的快速发展，主动配电网作为未来智能电网的重要组成部分，面临着调度困境。
本文从主动配电网的角度出发，研究了“源-荷-储”协同优化调度问题。
通过建立数学模型，采用优化算法对配电网中的电源、负荷和储能设备进行调度，以提高主动配电网的供电可靠性和经济性。
研究结果表明，协同优化调度能有效提升主动配电网的运行性能。
1. 引言主动配电网是一种利用信息通信技术实现源、荷、储三者协同工作的新型电网形式，其实施可以提高电力系统的供电可靠性和经济性。
然而，由于可再生能源的不稳定性和一些传统配电网中存在的问题，使得主动配电网的调度与控制面临着诸多挑战。
2. 主动配电网调度模型为了研究主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度问题，本文建立了一个数学模型。
该模型首先考虑了配电网中的电源、负荷和储能设备之间的协同关系，然后采用目标函数来综合考虑供电可靠性和经济性两个方面的指标。
同时，由于主动配电网中的电源和储能设备的运行状态是时变的，因此模型还考虑了时段划分和优化调度的问题。
3. 优化算法为了解决主动配电网的协同调度优化问题，本文采用了一种基于优化算法的求解方法。
该算法首先通过对配电网中的电源、负荷和储能设备进行建模，确定了各个设备的运行状态。
然后根据模型中的目标函数，采用遗传算法或粒子群算法等方法进行调度优化，最终得到协同调度的解。
4. 数值实验与结果分析为了验证提出的“源-荷-储”协同优化调度方法的有效性，本文进行了一系列的数值实验。
实验结果表明，通过协同调度优化，主动配电网的供电可靠性和经济性得到了显著提高。
同时，对不同规模、不同结构的配电网进行实验验证，该方法的适用性和普适性得到了证明。
5. 结论与展望本文主要研究了主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度问题，并提出了一种基于优化算法的求解方法。
通过数值实验可以得出，该方法能够显著提高主动配电网的供电可靠性和经济性。
计及柔性负荷的主动配电网多源协调优化控制
计及柔性负荷的主动配电网多源协调优化控制一、本文概述随着可再生能源的大规模接入和分布式电源的广泛应用，主动配电网的优化控制已成为电力系统领域的研究热点。
其中，柔性负荷作为一种可调节的电力负荷，对于平衡电网负荷、提高电网稳定性以及促进可再生能源的消纳具有重要意义。
本文旨在探讨计及柔性负荷的主动配电网多源协调优化控制方法，通过对配电网中的多种电源和柔性负荷进行协调优化，实现配电网的高效、安全和可持续运行。
本文将分析主动配电网的基本特性，包括其结构特点、运行方式以及与传统配电网的区别。
在此基础上，阐述柔性负荷在主动配电网中的作用及其调控潜力，包括需求响应、储能系统等。
本文将详细介绍多源协调优化控制的理论框架和方法。
通过对配电网中的多种电源（如风能、太阳能等可再生能源，以及微型燃气轮机等分布式电源）和柔性负荷进行建模，建立多源协调优化控制模型。
该模型将综合考虑电网运行的经济性、安全性和环保性，以及各类电源的互补性和柔性负荷的调控能力，实现配电网的优化运行。
本文将通过算例分析和仿真实验验证所提多源协调优化控制方法的有效性和可行性。
通过对比分析不同控制策略下的配电网运行性能，展示计及柔性负荷的主动配电网多源协调优化控制在提高电网稳定性、促进可再生能源消纳以及降低运行成本等方面的优势。
还将探讨未来研究方向和应用前景，为相关领域的研究和实践提供参考。
二、柔性负荷建模与分析在主动配电网中，柔性负荷扮演着至关重要的角色。
与传统的刚性负荷不同，柔性负荷能够根据电网的运行状态和需求，主动调整自身的用电行为，从而参与到电网的优化控制中。
这种可调节的特性使得柔性负荷成为实现配电网多源协调优化的重要资源。
为了对柔性负荷进行有效的控制和管理，首先需要建立其准确的数学模型。
柔性负荷的建模通常包括两个方面：一是负荷本身的电气特性建模，如负荷的功率、电流、电压等；二是负荷的行为特性建模，即负荷如何响应电网的调度指令，如何调整自身的用电行为。
主动配电网源-网-荷双层规划研究
李继宇（１９９２—），男，主要从事配电网规划与运行研究。
范 映（１９９３—），女，主要从事电力系统运行及检修。
主动配电网源－网－荷双层规划研究李继宇１， 范 映２（１．国网福建电力有限公司经济技术研究院，福建福州 ３５００１２；２．国网福建省电力有限公司检修分公司，福建福州 ３５００１３）摘 要：构建了源－网－荷协调优化的主动配电网（ＡＤＮ）双层规划模型，从售电公司角度出发，将现行“电改”政策引入模型，突出用户满意度的权重；上层以全年综合成本最低为目标函数，下层以电压偏移率最低为目标函数，综合考虑了环境、政策及运行情况等因素从而使ＤＧ、储能装置、柔性负荷的选址定容更加合理有效。
最后，以ＩＥＥＥ ３３节点配电系统作为算例，验证了所提模型的有效性。
关键词：主动配电网；双层规划；用户满意度；蝙蝠算法中图分类号：ＴＭ７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５ ８１８８（２０２１）０１ ０００９ ０７ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２１．０１．００２ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｏｕｒｃｅ Ｎｅｔ ＬｏａｄＢｉ ＬｅｖｅｌＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｏｆＡｃｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＬＩＪｉｙｕ１， ＦＡＮＹｉｎｇ２（１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＦｕｊｉａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｙＥｃｏｎｏｍｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１２，Ｃｈｉｎａ；２．ＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＢｒａｎｃｈｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＦｕｊｉａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｓｏｕｒｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌｏａｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｔｗｏ ｌｅｖｅｌｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅｌ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ“ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｒｅｆｏｒｍ”ｐｏｌｉｃｙｉｎｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｔｈｅｒｅｔａｉｌｃｏｍｐａｎｙ，ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｉｎｇｔｈｅｗｅｉｇｈｔｏｆｕｓｅｒｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｕｐｐｅｒｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｓｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｙｅａｒ，ｔａｋｅｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｖａｌｕｅａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｒｌａｙｅｒｔａｋｅｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｖｏｌｔａｇｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｒａｔｅａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｐｏｌｉｃｉｅｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｔｏｍａｋｅｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｃａｐａｃｉｔｙｏｆＤＧ，ｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｌｏａｄｓｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．ＴｈｅＩＥＥＥ ３３ｎｏｄｅｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｔｗｏ ｌｅｖｅｌｐｌａｎｎｉｎｇ；ｃｕｓｔｏｍｅｒｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ；ｂａｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ０ 引 言随着以清洁能源发电的分布式电源（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）技术逐步成熟，ＤＧ逐步纳入配电网规划。
主动配电网技术及要点分析
电力电子• Power Electronics242 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】主动配电网 间歇式可再生能源 协调控制未来电网的基础特征就是可持续性，包括可再生能源等在内的分布式电源的规模化接入和应用是其最为本质的表现。
在中国南方电网佛山顺德供电局科技项目《配电网可靠供电智能预测和决策的研究与应用研究》中发现，大量接入分布式电源将会广泛地影响到配电网，其主要表现为加剧电能质量的恶化、影响网络供电可靠性、加大继电保护策略的复杂程度、提升配电网的短路容量、使配电网的电压水平得以改变。
作为一种具备能够对各种分布式能源进行组合控制能力的配电网络，主动配电网的最为主要的目的就是使配网的升级投资得以延缓、资产的利用率得以提升、对可再生资源具有更大的容纳能力，最终能够使用户的供电可靠性和用电质量得以全面提升。
1 主动配电网的概念和特征分析主动配电网主要是能够对分布式能源进行综合控制的配电网，其能够对灵活的网络技术进行利用，从而实现潮流的有效管理，在合理的接入准则和监管环境的基础之上使分布式能源可以对系统形成一定的支撑作用。
主动配电网是通过对各种先进的电力电子技术、通信技术和信息技术的利用主动的管理规模化接入的分布式能源，其可以对储能装置和间歇式新能源等分布式能源单元进行自主的协调控制，主动配电网技术及要点分析文/刘献 张润明 廖奉怡 陈雄常并且对可再生能源进行积极的消纳，最终能够有效地保证网络的安全经济运行。
在本研究项目中发现，主动配电网的主动控制特征主要有以下几个方面的表现：首先是其具有间歇式能源消纳的特点：就地消纳间歇式能源模式是被动式配电网的特点，一旦间歇式能源出现了过剩的发电电力，而配电网如果并不具备调节能力，这时候就无法向配电网进行上送，只可以将其出力降低。
而具备间歇式能源调节能力是主动配电网的一个非常显著的特点，如果间歇式能源具有过剩的所发电力，那么在使配网运行约束条件得以满足的条件下，主动配电网就可以利用多层次电网的分层消纳能力和柔性负荷将过剩的间歇式能源消纳掉。
主动配电网的国内技术进展_刘东
特别策划S p e c i a l F e a t u r e供用电 供用电 DISTRIBUTION & UTILIZATION2014.01年国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电专委会（C6）的C6.11项目组在其研究报告中提出了“主动配电网（Active Distribution Networks，ADN）的运行与发展”研究主题， 并对主动配电网给出了定义：“是可以综合控制分布式能源（分布式发电、柔性负载和储能）的配电网，可以使用灵活的网络构架实现潮流的有效管理，分布式能源在其合理的监管环境和接入准则基础上承担对系统一定的支撑作用。
”围绕主动配电网的主要理念、基本理论、关键技术与实际应用分析等方面，国内各高等院校与相关研究机构对此展开了研究，国家电网公司和南方电网公司都在进行试点，已取得初步有成效的成果。
理论研究进展主动配电网规划方面，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。
笔者提出了基于供蓄能力指标的主动配电网储能优化配置方法。
主动配电网运行控制与优化方面，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。
笔者提出了基于馈线控制误差（FCE）的主动配电网协调控制方法以及多时间尺度的主动配电网分层协调控制方法。
主动配电网故障处理方面，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。
电力系统调度中的主动配电网技术研究与应用
电力系统调度中的主动配电网技术研究与应用随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展，电力系统的可靠性和稳定性成为迫切需要解决的问题。
传统的电力系统调度方法面临着越来越多的挑战，因此，研究和应用主动配电网技术已成为提高电力系统运行效率和可靠性的关键。
主动配电网是一种电力系统调度中的新技术，它充分利用信息通信技术和先进的控制策略来实现电力系统的智能化运行和优化调度。
其基本原理是通过实时监测和分析电力系统运行状态和负荷需求，采取主动的控制和调度策略，以提高电力系统的可靠性、灵活性和能源效率。
主动配电网技术的核心是先进的监测与控制系统。
这种系统具有高精度的测量和传感器装置，可以实时采集电力系统各个节点的电流、电压和功率等关键参数，同时结合无线通信技术和云计算技术，将这些实时数据传输到中央控制中心进行集中处理和分析。
在主动配电网技术的研究中，配电网规划和优化调度是非常重要的环节。
通过准确的负荷预测和电力系统状态估计，可以合理规划电力系统的供电方案，提前做好系统准备工作。
同时，基于先进的优化算法和调度策略，可以实现电力系统的最优运行，提高供电可靠性和经济性。
除了配电网规划和优化调度，主动配电网技术还涉及到实时监测和故障检测。
通过将大量的传感器和智能装置部署在配电网的关键节点上，可以实时监测电力设备的状态和运行情况。
一旦出现故障或异常情况，系统可以及时发出警报并采取相应的措施进行故障检测和处理，从而确保电力系统的正常运行和安全性。
此外，主动配电网技术还包括智能电网和可再生能源的集成。
随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，电力系统需要更好地适应这些分布式能源的接入和调度。
主动配电网技术提供了一种智能化的解决方案，可以实现可再生能源和传统能源之间的无缝集成和协调调度，最大程度地利用可再生能源，减少对传统能源的依赖。
主动配电网技术的应用前景广阔。
它不仅可以提高电力系统的可靠性和稳定性，也可以实现电力系统的智能化运行和管理。
主动配电网的运行控制技术分析
主动配电网的运行控制技术分析摘要：在我国电力行业的发电过程中，分布式能源发电得到了广泛的推广和应用。
但分布式能源发电比较随机，会出现间歇性发电，会造成电压不稳定，电网时有短路，电能质量不规则，无法很好地提供电能。
由此可见，以往的配电网运行方式和控制技术并不能很好地服务于社会。
我们需要创新和优化分布式电能，配电网主动运行控制技术应运而生。
关键词：主动配电网；运行控制技术前言：随着科学技术的发展，我国电力科技正逐步朝着高效、智能控制的方向发展，旨在提高电力资源的分配和使用效率，实现电力系统的可持续发展。
主动配电网是实现大规模间歇性新能源并网运行控制、电网与充放电设施交互、电力智能安全运行的有效解决方案。
主动配电网方案有效解决了当前的电能质量和安全问题，对我国电力系统的发展具有良好的促进作用。
1.主动配电网的定义主动配电网是指具有分布式或分布式能量和控制运行功能的电网。
在信息技术和通信技术飞速发展的时代，配电网的控制模式和管理模式发生了巨大的变化，产生了主动配电网。
与传统配电网相比，主动配电网响应速度更快、自动化水平更高、供电更可靠、电能质量更好、能耗更低、工作效率更高。
主动配电网的应用对用户和电网企业都有很大的好处。
对于消费者来说，主动配电网的接入更加灵活，可以更好地保证供电的可靠性和电能质量，同时也可以节省一部分电费支出。
对于电网企业来说，主动配电网的应用可以降低电网企业的运营成本，这主要得益于主动配电网的高输电效率。
2.主动配电网的核心概念主动配电网的核心是对分布式可再生能源的被动消耗进行主动引导和主动利用。
通过这一技术，配电网可以从传统的无源电网转变为能够根据电网实际运行状态主动调节和参与电网运行控制的有源配电网。
主动配电网的主要特点可以概括为四个方面：具有一定比例的分布式可控资源，网络拓扑可以灵活调整，具有完善且可观的可控水平，控制中心具有协调优化管理的能力。
3.主动配电网的发展现状配电网的发展经历了三个阶段。
配电网主动运维实施方案
配电网主动运维实施方案一、概述配电网是城市电力系统的重要组成部分，其运行稳定性和安全性直接关系到城市居民的用电质量和生活安全。
为了保障配电网的正常运行，主动运维实施方案应运而生。
主动运维是指通过先进的技术手段和管理模式，对配电网进行实时监测、故障预测和自动化控制，以提高系统的可靠性和安全性。
二、主动运维方案的技术支持1. 智能监测装置在配电网的关键节点安装智能监测装置，实现对电流、电压、温度等参数的实时监测。
通过数据采集和分析，可以及时发现线路过载、短路等异常情况，为运维人员提供及时、准确的故障信息。
2. 预测分析系统利用大数据和人工智能技术，建立配电网的故障预测模型。
通过对历史数据的分析和比对，可以预测潜在的故障风险，为运维人员提供预警信息，帮助其及时采取应对措施，防止故障的发生。
3. 远程控制系统通过远程监控和控制系统，实现对配电设备的远程操作和控制。
当发生故障或异常情况时，可以通过远程系统实现设备的重启、切换和调整，减少人工干预，提高运维效率。
三、实施方案的关键步骤1. 系统规划设计在实施主动运维方案之前，需要对配电网进行全面的规划和设计。
确定监测点的布置位置、预测分析模型的建立方法、远程控制系统的接入方式等关键问题，为后续的实施工作奠定基础。
2. 设备安装调试根据规划设计方案，对智能监测装置和远程控制系统进行安装和调试。
确保设备的正常运行和数据的准确采集，为后续的运维工作提供可靠的数据支持。
3. 系统联调测试对智能监测装置、预测分析系统和远程控制系统进行联调测试，验证系统的稳定性和可靠性。
同时，进行系统的故障模拟和应急处理演练，提高运维人员的应对能力。
4. 运维人员培训针对新系统的特点和操作流程，对运维人员进行培训和考核。
确保他们能够熟练掌握系统的使用方法和应急处理技能，提高运维效率和故障处理能力。
四、主动运维方案的效果评估1. 故障率降低通过实施主动运维方案，配电网的故障率得到明显降低。
交直流混合主动配电网关键技术研究
交直流混合主动配电网关键技术研究作者：庄德强彭洪强来源：《科技信息·上旬刊》2018年第03期摘要：许多分配式能源资源被接入到了配电网中，给配电网的应用性能提出了更高的要求，只有不断提高配电网的安全性和可靠性才能满足目前的发展需求。
传统电网在应用的过程中只能进行单向传输，而分配式电源的接入为配电网提出了更多的可能性，但是由于分配式电源的随机性特点，无法对其进行有效的控制。
而交直流混合主动配电网的建设，可以提高对电源的控制能力，实现对能源的配送和优化，保证了配电网中能源输送的可靠性。
关键词：交直流混合；主动配电网；关键技术一、组网技术1、柔性组网技术柔性组网使用柔性直流装置等电力电子技术，在适当的区域选择合适的电网连接方式及设备结构型式，并采用负载均衡、潮流调整等控制技术，使交流、直流、交直流混合等多种网络结构发挥各自优势，互联共存，提升分布式能源接纳能力、提高可靠性和供电能力，支撑未来配电网的广泛互联。
2、能量路由器能量路由器是未来配电网能量和信息广泛互联的主要节点设备，通过柔性变压、双向潮流控制、有功无功解耦控制、电能质量治理、电压支撑、不间断供电等多种柔性控制技术，为电网提供灵活调节能力。
并结合感知元件和信息交互，采用自检测、自诊断、自保护等技术，提升设备安全和互动能力。
3、即插即用的标准接口即插即用的标准接口在未来配电网中有着不可替代的作用，在应用的过程中可以实现对数据和电源的交流和共享。
这类接口的应用原理是将信息技术与物理技术相结合，还有一些先进的技术比如模型技术、实时感应技术、拓展性信息技术等，可以将某地区的本地电力数据与配电网数据联系在一起，可以实现电力资源的双向流动，还可以让接口中的电流被配电网识别出来，可以进行自动管理。
二、单元级综合感知技术1、智能传感器网络技术智能传感器也是未来配电网的主要设备之一，可以对各种信息进行精确性的感知，其中也包括空间信息，并可以将其转化为其他可以应用的数据；利用智能传感器可以建立自动化通信网络，可以进灵活运用，广泛收集电网中的数据，为配电网的运行提供参考数据。
基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网设计研究
引言近年来，以风、光等可再生能源为主的分布式电源和储能设备大规模接入配电网，传统“无源”的配电网逐步转变为“有源”配电网。
相比于传统“无源”配电网，“有源”配电网的潮流特征和故障电流特征均发生显著改变，易发生线路过电压、设备过载、短路电流越限，保护配置也相对困难。
这一系列问题制约了分布式可再生能源的进一步接入和消纳。
在传统“无源”配电网中，调控手段（如变压器有载调压、电容器投切）相对有限，难以解决复杂“有源”配电网中产生的新问题。
另一方面，电力电子技术、通信控制技术、储能技术发展迅猛，充分利用这些技术，对“有源”配电网开展“主动”管理，可以有效改善配电网系统运行，促进可再生能源消纳。
根据CIGRE Working Group C6.11的定义，主动配电网是利用先进的信息、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，基于灵活的拓扑结构，实现自主协调控制间歇式新能源与储能装置等分布式能源单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行，提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资。
目前欧美等发达国家已有许多主动配电网示范项目正在开展，如欧盟IGREENGrid项目、IDE4L项目，英国CLASS项目，纽约FICS项目等。
这些示范工程以提高可再生能源的消纳和提高供电可靠性为主要目的，并充分利用配电网中的已有资源、降低投资。
2017年6月，国家能源局正式批准“浙江嘉兴城市能源互联网综合试点示范项目”，其中海宁尖山地区作为重点，预期把一个集中的、单向的电网，转变成源网荷储互动合作的区域能源互联网。
本文将以此为背景，从现状分析、工程方案设计、项目意义等几个角度，对在海宁尖山新区开展的“基于柔性互联的源网荷储协同主动配电网试点工程”进行详细阐释，为相关主动配电网工程设计提供借鉴。
1海宁尖山新区电网现状分析尖山新区占地面积30km2，是嘉兴地区光伏产业集聚的高新技术园区，区域内有220kV安江变电站与110kV尖山变电站［包含110/35/10.5kV主变压器1台（编号为1号），容量50MVA；110/20kV主变压器2台（编号为2号和3号），容量2×80MVA］2个电源点。
电力系统中的主动配电网技术研究
电力系统中的主动配电网技术研究随着社会的不断发展，人们的生活和生产对电力的需求越来越高。
然而，传统的电力系统已经不能满足人们对稳定、可靠、高效的用电需求，这就需要我们对电力系统进行改进和升级。
其中，主动配电网技术的应用正在成为电力系统升级的重要方向。
一、主动配电网技术的定义主动配电网技术是指一种以数字化技术、通信技术、自动化技术与能源技术相结合的新型电力系统。
该技术可以通过多样化的能源输入与输出，实现对能源的实时监测和优化控制，从而提高电力系统的安全性、可靠性和智能化程度。
二、主动配电网技术的核心特点主动配电网技术的核心特点主要包括以下几个方面：1. 多样化的能源输入和输出：主动配电网技术不仅支持传统的火电、水电、核电等能源形式，还可以实现对太阳能、风能、光热等可再生能源的有效管理。
通过多样化的能源输入和输出，可以降低电力系统的依赖度，提高电力供应的灵活性和可靠性。
2. 实时监测和控制：主动配电网技术通过分布式传感器、智能计量系统等技术手段实现对电力系统的实时监测和控制。
运营人员可以通过云计算、大数据分析等技术手段对电力系统的运行状态进行全面的监测和分析，从而及时发现问题并采取必要的措施。
3. 灵活的负荷管理：主动配电网技术支持灵活的负荷管理，可以根据用户需求实现对负荷的动态管理和调整。
在高负荷时段，系统可以根据需求自动进行负荷疏解，从而保障电力系统的安全稳定性。
三、主动配电网技术的应用场景1. 城市综合能源系统：主动配电网技术可以应用于城市综合能源系统。
通过对城市光伏、风电、微电网等能源进行有效管理和优化调度，可以提高城市能源的利用效率和可持续发展性。
2. 工业园区能源系统：主动配电网技术也可以应用于工业园区能源系统。
通过对园区内各企业的能源使用情况进行全面的监测和分析，可以实现能源的共享和优化利用，从而降低企业的用能成本。
3. 建筑节能系统：主动配电网技术还可以应用于建筑节能系统。
系统可以根据建筑内的能源使用情况，通过实时监测和控制来降低能源的浪费，从而降低建筑的能耗成本。
主动配电网保护方案的研究
主动配电网保护方案的研究摘要：近年来，主动配电网保护方案的研究得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对主动配电网相关内容做了概述，分析了主动配电网与传统配电网的比较。
在探讨主动配电网关键技术的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就主动配电网保护方案展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：主动配电网；保护；方案；研究1前言作为一项实际要求较高的实践性工作，主动配电网保护方案的关键性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对主动配电网的关键技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2主动配电网的概念主动配电网的内部具有分布式或分散式能源，也具有控制和运行能力，它能够综合控制分布式能源、能够利用灵活的网络技术，从而实现潮流的有效管理。
根据2008年国际大电网会议（CIGRE）的定义，主动配电网是能够利用先进的信息、通信及电力电子技术，主动管理分布式资源，自主协调控制发电、储能装置和响应负荷，并积极消纳可再生能源。
主动配电系统可以实现发电、负荷以及配电网的协调优化控制，便于满足客户需求侧响应，其发展满足可再生能源并网消纳瓶颈的重大需求和符合国家的能源发展战略部署。
3主动配电网与传统配电网的比较主动配电网是由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电系统；而传统的配电网的运行、控制和管理模式都是被动的。
传统配电网由大型发电厂生产的电能，流经输电网（高压），通过配电网（MV和LV）输送给用电用户，中低压（LV）配电网是电力系统的“被动”负荷，因此配电网被称为被动配电网。
在中国，即使采用配电自动化，其核心控制思路依然是被动的，在无故障的情况下，一般不会进行自动控制。
现有的配电网分析计算，无论损耗、电压和可靠性，都是基于最大负荷条件或平均负荷条件而做的分析计算。
因此，传统配电系统不是为大量接入分布式能源而設计的，所以大量分布式能源（DER）接入配电网后可能会带来不良的影响。
主动配电网电压控制策略的研究
主动配 电网电压 控制策略 的研究
杜 娟
（ 山西 大学， 山西太原 ，０ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘要 ： 近几年来 ， 我 国的电力事业取得 了迅速发展 ， 社会 生产 和生活 的用 电需求量 不断增长 。 为 了满足这 一需求 ， 主动配 电网
开始 广泛应用， 对 电压控制提 出了更高的要求 。 同时， 随着分布式 电源 、 能源储存设备 以及柔性交流输 电设备等 的加入， 增加 了 电压控制系统的复杂性 ， 本 文围绕主动配 电网 的电压分层协调控制策 略， 对其技术框架和原则 、 关键技术进 行 了具体分析 。 关键词 ： 主动配 电网 ； 电压 ； 分层 协调控制 ； 策略
∑ｘ ） ＋∑Ｒ ∑Ｐ ＋∑ ｘ ・
∑（ Ｑ— Ｑ＋ ） 一∑Ｒ ∑Ｐ 一
１主动 配电网的电压分层技术架构分析
在 主动配 电网系统 中， 要 实现对 电压的分层协 调控制 ， 最关
键 的就是要对相 关的控制设备进行分层和分 区， 使其逻辑 的复杂 程度 下降 ， 利用不 同层 次和 时间尺度 的配 合 ， 同时满 足 电压控制 实时调节和 复杂 网络 的要求 。 为 了实现 这一 目标， 配 电网结构中 ， 大量运 用 区域 协调器 ， 来完成 各 自区域 的设备协 调工作 。 这种控
０引言
精确 度 ， 还 可 以采用 超短期 负荷 分析法 ， 我们 可 以采用 公式 Ａ来计 算包含 无 在 我国 电力事业不断发展和进步 的基础上 ， 主动配 电网具有 值 。 功设 备配 电 网 的 ２个 节 点 之 间 的 压 降 控制要求高和分布 式 电源渗透率高 的特点 ， 而且其网络结构变化
较多 ， 成 为 配 电网 发 展 的 主 流 趋 势 。 电 压 控 制 对 整 个 主 动 配 电网
主动配电网计划孤岛与日前调度方法研究
主动配电网计划孤岛与日前调度方法研究一、概述随着能源转型和智能电网技术的快速发展，主动配电网已成为实现可再生能源高效利用和电网灵活运行的关键环节。
主动配电网具备对分布式电源、储能装置和可控负荷的主动管理能力，通过协调控制这些资源，可以实现电能的优化分配和系统的稳定运行。
在实际运行过程中，由于可再生能源的波动性和不确定性，主动配电网可能面临计划孤岛的情况，即部分区域因故障或检修而与主网断开，形成孤岛运行状态。
计划孤岛是主动配电网运行中的一种特殊模式，它要求配电网在失去主网支持的情况下仍能维持一定范围内的供电可靠性。
为了实现这一目标，需要对计划孤岛进行精细化管理和优化调度。
日前调度作为主动配电网运行管理的重要手段，通过对未来一段时间内的发电、用电和储能进行预测和规划，为计划孤岛的安全稳定运行提供有力支撑。
本文旨在研究主动配电网计划孤岛与日前调度方法，通过分析计划孤岛的形成机理和运行特性，建立基于日前预测的主动配电网优化调度模型，提出有效的调度策略和方法，以提高主动配电网在计划孤岛情况下的供电可靠性和经济性。
这对于推动智能电网技术的发展、提升可再生能源的消纳能力和实现电力系统的可持续发展具有重要意义。
1. 主动配电网的发展背景与意义随着全球能源结构的深刻变革和电力消费模式的持续升级，主动配电网作为智能电网的重要组成部分，正日益受到业界的广泛关注和高度重视。
主动配电网的发展背景与意义，可以从能源结构转型、电力需求增长、分布式能源接入以及电力系统安全稳定等多个方面进行深入剖析。
能源结构转型是推动主动配电网发展的核心驱动力。
随着传统能源的日益枯竭和环境污染问题的加剧，全球范围内正加速向可再生能源转型。
太阳能、风能等清洁能源的广泛应用，为电力系统注入了新的活力，但也带来了间歇性、随机性等挑战。
主动配电网通过智能化、自适应性和交互性等特征，能够实现对分布式能源的灵活接入和优化调度，从而适应新能源的发展需求。
电力需求持续增长对配电网的供电能力和服务质量提出了更高的要求。
主动配电网规划研究与综述
2021年12期科技创新与应用Technology Innovation and Application研究视界主动配电网规划研究与综述邓正臣（上海电力大学电子与信息工程学院，上海201306）近年来，我国的电网规模快速扩大，分布式电源（dis 原tributed generation ，DG ）、柔性设备大量并网，传统配电网正逐步向主动配电网方向过渡，配电网的规划方向出现了巨大变化，相关理论被不断提出，推动着我国电力事业的快速发展。
配电网分为辐射型配电网和非辐射性配电网两种，其作为电网的最后一环，体现着电力系统的配电作用。
配电网规划是一个多元、非线性、多目标的求解问题，它涉及到线路规划、变电站规划、DG 的选址定容等问题。
在传统的配电网中，电源与负荷较为集中、密集，电源多为大型火电站、大型水电站等发电机组，通过远距离输电系统将电能输送到负荷，完成电能的生产、输送、分配。
随着网络规模的继续扩大，传统的配电网弊端也逐渐显露，比如，传统的配电网具有较强的耦合性，局部区域发生的事故极易扩散到其他区域，同时，随着需求侧电能质量要求的逐步提高，传统配电网已经难以满足需求，并且其运行方式较为固定单一，无法满足灵活性的运行需求，对电网内的资产使用率不高。
还考虑到新能源汽车普及率的逐渐提高，配电网中的柔性负荷逐渐增加，DG 的渗透率在某些特殊条件下甚至可以达到70%以上，这些改变都严重影响着配电网的运行稳定性。
配电网的规划设计方案将直接影响未来配电网的运行能力、对负荷的承载能力，也深刻影响着配电网运行的经济性、稳定性[1-2]。
图1传统的辐射型配电网为了解决以上各种问题对配电网的运行影响，并促进可再生能源的高效利用，主动配电网的概念被正式提出。
ADN 具有主动控制和自我管理的特点，可以加大配电网对可再生能源的接纳能力、提高用户的用电质量、加强供电可靠性、节约未来电网投资。
ADN 为解决配电网问题提供了一个全新的解决思路，相比于传统配电网，它摘要：配电网规划理论正随着我国电力事业的快速发展而快速革新。
主动配电网规划关键问题与研究展望 胡骏
主动配电网规划关键问题与研究展望胡骏发表时间：2019-07-24T14:11:47.503Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：胡骏胡卫国[导读] 摘要：自改革开发发展以来，我国的经济水平得到了巨大的提升，但是由于人口基数较大，导致社会经济在快速增长的过程中受到了资源问题以及环境问题的影响，能源是一个国家经济能够稳定增长的重要基础。
（深圳供电局有限公司广东深圳 518000）摘要：自改革开发发展以来，我国的经济水平得到了巨大的提升，但是由于人口基数较大，导致社会经济在快速增长的过程中受到了资源问题以及环境问题的影响，能源是一个国家经济能够稳定增长的重要基础。
在现阶段的发展中，电力能源是国家的重要经济支柱产业，为了使电力企业在激烈的市场竞争中仍然占有一席之地，电力企业需要重视自身配电网运行模式的转变，这对配电网运行效率的提升来说有着非常重要的作用和意义。
主动配电网就是配电网中一种新型的运行模式，它的出现以及大范围的推广使用，能够在一定程度上满足社会经济发展的需求，除此之外还能够起到环境保护的作用，对低碳经济的发展还能够起到一定的推进作用。
关键词：主动配电网；规划问题；展望分布式发电(distributedgenerator，DG)是指在用户附近配置较小的发电机组(小于50MW)，以满足特定用户的用电需求或支持现存配电网的经济运行。
这些小机组包括燃料电池、微型燃气轮机、光伏电站、屋顶光伏、风力发电等。
根据国家对新能源领域的战略决策部署，在可预见的未来将会有大量分布式电源接入配电网，分布式电源接入配电网带来了提高供电可靠性、利于平衡负荷、提高电网防灾害水平、减小主网投资等一系列积极的影响，同时也会带来电压调整问题、继电保护问题、重合闸成功率、短路电流水平等一些技术问题。
传统配电网规划方法无法满足分布式电源接入的规划需求。
一、主动配电网的基本概念主动配电网又被称为ADN，主动配电网是现阶段兴起的一种新兴概念，由于发展时间还不够长，所以缺少对其相关概念的详细介绍，相关的技术范围也没有被明确的划分出来。
电力系统中主动配电网优化设计的思考
电力系统中主动配电网优化设计的思考摘要：近年来我国经济取得了稳定的发展，随着国内电力需求的增大，针对电力系统中主动配电网优化设计的思考与技术应用也逐渐成为关注的重点。
对于主动配电网优化设计的思考需要从其结构、应用以及技术等内容出发，实现对电力系统作用的发挥。
本文就电力系统中主动配电网优化设计进行研究，主要涉及到其基本原理和技术设计两个方面。
关键词：电力系统；主动配电网；优化；设计随着社会的不断进步，近年来我国的电力系统也有了较快发展。
其中，对电力系统中主动配电网优化设计进行研究与分析，是基于其特有的结构以及存在的效果而展开的、可以有效地促进电力系统的安全运行的新型应用系统。
对于其优化设计的应用进行分析，需要从实际的技术内容来展开，下面对其进行详细的分析。
1 电力系统中主动配电网优化设计基本原理分析据有关调查显示，我国大多数已投入使用的电力系统中针对主动配电网而展开的研究是以基本电网的配置为基础，在优化各传输阶段的同时，展开的电力系统优化设计。
对于其基本原理进行分析也需要从其基本原理、优化原则以及优化策略等内容来展开，实现对主动配电网的优化应用。
下面具体展开论述。
1.1优化原理对电力系统中主动配电网而展开相应的优化设计分析，其基本原理指：通过对配电网络中应用技术与相应的工艺进行分析，进而针对其内在的智能效果和稳定特点等进行优化与系统升级，最终改变电力传输的方案与具体线路；在降低电能传输过程中损耗的情况下实现配电网工作状态的优化与工作效率的提高。
对于电力系统中主动配电网的优化设计基本原理是与传统的电力传输方案相结合而进行的分析，需要在改进整体电力传输线路的基础上来展开对于具体传输方法的实施效果分析。
与传统的配电网络传输相比，主动配电网的优化设计主要是加强供电网络的整合设计，在提高传输线路的工作效率的同时，对其内在的组织结构进行优化，最终促进新型控制方法的应用。
此外，针对电力系统中主动配电网的优化设计原理分析，还在于通过应用新型网络技术来实现对传输线路的管理与性能优化，进而保障配电网络传输的安全性与高效性、实现基本设备的维护与监管。
探究主动配电网规划关键问题与发展 梁辉
探究主动配电网规划关键问题与发展梁辉摘要：文章主要研究了主动配电网规划过程中所面临的关键性问题。
作者首先从主动配电网的理论方面入手，深入了解主动配电网形成所需要的基本框架。
期待通过对主动配电网规划方面知识的了解，能够找出影响主动配电网形成的关键性问题。
作者将在文章中阐述我国对主动配电网的相关实践，并期望能够给出建设性建议。
关键词：主动配电网；规划；关键问题；实践；建议引言尽管我国的经济发展水平已经得到了显著的提高，但在人口数量众多的压力下，我国的环境问题以及资源问题都将成为我国经济发展的束缚因素。
电力行业要想适应社会发展，也需要转变自身的配电模式。
传统的配电网已经无法满足现在网络信息通信技术发达、电子设备遍布的社会需求。
要想转变自身的发展模式，改善资源、能源的使用效率，需要电力行业转向低碳型的配电模式。
主动配电网的规划起源于低碳经济的发展，我国已经开始将传统的配电网逐渐转化为主动配电的形式。
一、配电网规划框架（一）传统配电网规划在传统的配电网技术应用中，其规划的任务主要是以满足一定周期内、一定区域内的电力需求为目的，对输电线路和回路数的类型，以及建设的时间地点进行确定，在确保载流能力、特定节点的电压水平和供电的可靠性等重要技术指标前提下，最大程度地压缩投资成本。
近年来，环境保护政策对电力企业的发展不断提出新的要求，因此节能减排的因素也逐渐纳入到配电网的规划思路中来，经济效益原则的唯一性正在被打破。
与这一要求相适应，规划的模式中的目标函数及约束性条件不同程度地得到拓展。
但是，作为较为成熟的系统，在传统的配电网规划方法中，基于对负荷的科学预测，设计适宜的容量裕度，可以对多种系统运行情况进行有效就对，并能快捷地依据相应准则确定最优方案，从这个意义上讲，传统的配电网规划相对较为简单。
（二）微电网规划近年来，分布式能源的并网，使配电系统的内容结构产生了很大变化。
为了响应节能减排政策，优化能源结构，对分布式能源的并网进行技术支持，产生了微电网技术。
主动式配电网
主动式配电网主动配电网“主动〞在哪儿？配电网有“主动〞和“被动〞之分吗？答案是肯定的。
来看一个主动的案例。
炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。
主动配电网主动作为，果断发出“精确制导〞的指令，让局部客户家中的空调停运。
几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解……根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯，供电企业事先准备好网络和负荷，为用户提供定制电力效劳。
用户那么可以随时查询到实时电价，以调整用电行为节省电费，还可以查询选用周边的分布式电源，实现一定区域内的电力资源最优分配。
这不是电影里的场景。
在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范〞863课题研究成功，这样的场景就将成为现实。
为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，某报记者进行了详细调查。
为什么要研究主动配电网分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送〞危险提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。
配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。
打个形象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉〞，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管〞，用户那么处于这些毛细血管的最末端。
电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动脉，通过毛细血管输送至全身一样。
电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。
在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。
分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液〞补给，而是具有了“造血〞的能力。
但随着分布式电源不断增多，“造血〞的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，那么使得这些新造“血液〞不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管〞。
当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传统配电网的特性。
04. 主动配电网研究与示范(刘庆时)
规划断面
2015年 规划断面 2020年 规划断面 2025年 规划断面
电网运行 断面模拟
11
任务1 主动配电网的规划及规划运行互动决策关键技术
研究内容4
n 主动配电网规划与运行的滚动校验评估调整技术
12
任务2 主动配电网电能品质控制技术
研究内容1
n 基于同步信息量测进行网络等效的安全合环技术
13
863主站实施方案——系统架构
硬件方案：核心系统服务器17台，其中：云平台主体 5台 ；大数据平台5台；分布式存贮4台；分布式任务 协调、数据服务总线和其它系统模块共用3台。
软件方案：云化业务系统，数据服务总 线，云平台及云服务，大数据平台，分 布式存贮，数据采集等。
2、快速切换装置方案
对于重要用户，采用科技项目中研制的快速切换装置，利用分布式电源或移动电源车 提供残压支撑，实现无电压暂降的有源快速切换，提高对重要用户的供电质量。
建设内容
依托科研成果，结合实际电网运行、客户安装情况及各科研任务（5个任务， 17个子任务）示范条件，对研究成果在亦庄地区电网及高安屯垃圾焚烧电厂、六 里屯垃圾填埋电厂所在的2个局部电网中进行应用配置，主要包括： （1）“一个平台、两套系统”的863示范工程主站建设；
（2）配网快速切换装置、配网综合终端单元（IDU）、安全合环控制、非有效 接地系统单相接地故障快速选线及故障定位、集群需求响应与电网态势联动、多 能源系统协同优化与风险平抑控制和柔性负荷控制等示范应用； （3）为支撑示范应用进行的配套通信工程建设。
中国
n 973 项目：分布式发电供能 系统相关基础研究 n 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 n 其它光伏、微网、智能配网、 智能用电相关863 项目
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其对应的故障分量网络如图 2 所示。图 2 中，−U f |0| 为故障点的故障分量电势；Zs 为系统电源阻抗；Z1、 Zk、Zn 表示线路阻抗；ΔIs 为流过电源支路的故障分 量电流，ΔI1 、ΔIk 和 ΔIn 为各线路的故障分量电流。
对于本方向元件，必须至少获得其他 2 条线路 的电流。换句话说，该保护装置至少需要采集 3 条 线路的电流。当然，如果采集到的同母线出线电流 更多(超过 3 条)，方向判断将更为可靠。 1.4 性能分析
与传统方向判据相比，本方案不需要电压量， 适用于主动配电网。不同于文献[18, 20]所提出的方 向元件，不需要故障前的潮流方向，或故障前电压， 使得本方案更加实用。
Fig. 3 Currents vector diagram with internal faults
从图 3 可以看出，故障线路中故障分量电流的
相位几乎与其他线路中故障分量电流的相位相反，
幅值也最大；实际上，故障支路中的故障分量电流
等于其他支路的故障分量电流之和。可见，利用故
障分量电流的相位可以用来区分故障线路和非故
ABSTRACT: Traditional protection relays might mal-operate or fail to operate in active distribution grids, in which the direction and magnitude of fault currents will be affected by the distributed generation resources. The existed ways solving above problems need voltage information, which is always unavailable in the distribution network. This paper aimed to design the protection solutions for active distribution grid. A voltage independent directional element with higher sensitivity was designed firstly, and it used the phase information of fault currents from at least three feeders connecting to the bus bar to identify fault direction. Then, based on different principles including directional current protection, pilot line protection, bus-bar protection and wide-area protection, four protection solutions were proposed to provide high protection performance for active distribution grid in terms of reliability, sensitivity and fast operation speed, so as to improve receptive capability for distributed generation resources. The simulations based on Simulink demonstrate the effectiveness of the proposed solutions.
KEY WORDS: active distribution grid; voltage information; fault component; direction element; protection schemes
摘要：主动配电网中含有分布式电源，故障电流的方向和幅 值发生变化，传统配电网保护会因此发生误动或拒动。目前 提出的解决方案大多需要引入电压信息，而配电网一般不具 备此条件。文章研究了适用于主动配电网的保护技术，提出 不需电压信息的方向元件，该方向元件利用母线上 3 条以上 线路的故障分量电流相位来判断故障方向，灵敏度高。提出 4 种不需电压信息的保护方案，包括方向过流保护、纵联方 向保护、母线保护和广域保护方案，可以为主动式配电网提 供比较全面的保护，灵敏度高，动作速度快，有利于提高主 动配电网对分布式电源的容纳能力。Simulink 仿真验证了方 案的有效性。
综上所述，目前的主动配网保护解决方案，大 多数都采用了电压信息，这在工程实践中很难实 现。有必要进一步地研究实用的保护算法来满足不 断发展的主动配电网对继电保护的要求。
本文提出不需电压信息的方向元件。该方向元 件利用母线上 3 条以上线路的故障分量电流的相位 来判断故障方向。当本线路正向发生故障时，其电 流相位与母线上其他线路电流相位相反；当故障发 生于其他位置时，本线路电流与其他未发生故障线 路的电流相位相同；据此可以判断故障方向。该方 向元件不需电压信息，灵敏度高，可用于主动配电 网。本文在此基础上进一步提出 4 种不需电压信息
第 16 期
刘凯等：主动配电网保护方案的研究
2585
息，在现有配电网中无法得到应用。文献[15]将整 个配电网分成多个区域，主继电器取得每个电源的 同步电流相量，据此检测故障。该方案需收集所有 电源的同步电流信息，对通信通道和数据同步提出 较高要求。该方案还需事先进行潮流分析和短路计 算，不实用。文献[16]使用纵联保护和差动保护来 为配电网提供保护。差动保护对通讯通道和数据同 步要求较高，纵联保护需要电压信息来构成方向元 件，而配电网中经常不能提供电压信息。
关键词：主动配电网；电压信息；故障分量；方向元件；保 护方案
0 引言
传统配电网的规划设计方法和运行控制模式 无法适应高渗透率分布式能源的接入，基于信息和 通信技术及高级量测设备的主动配电网提供了一 种解决方案，在主动配电网中，故障特征改变，基 于传统辐射状配电网的电流保护方案可能发生误 动或拒动[1-7]。文献[8]从风电机组的运行特征、控 制技术及并网系统等方面研究风电接入电力系统 故障电流的特征，指出风机控制策略影响电流的大 小和相位，频率也偏离工频，风场呈现弱电源特征。 文献[9]研究考虑保护影响的分布式电源(distributed generation，DG)允许接入容量的分析和计算方法， 指出快速的继电保护有益于提高主动配电网 DG 的 准入容量；为有效提高 DG 准入容量；需要在关键 电流保护处引入电压量进行故障方向判断，但目前 配电网中为节省成本，一般不提供电压信息。文 献[10]提出一种电流保护方案，利用电流综合幅值 的比较将故障范围缩小到一个故障搜索区域之间， 然后利用该区域电流间的相位关系对故障线段进 行定位。电流综合幅值方法可靠性低，如果 1 条母 线上有 2 条线路电流接近，在工程实现上将不易准 确判断大小关系；利用区域电流间的相位关系对故 障线段定位时，需要预先知道线路负荷的流向，该 方法不适用于负荷流向变化的场合。文献[11]提出 配电网自适应保护方法，提高了电流保护的灵敏 度，但不能解决主动配电网中电流双向流动引起保 护误判的问题。文献[12]提出反时限低阻抗保护方 案，需要电压信息来计算阻抗。文献[13]研究含分 布式电源的电网故障特性与分析方法。文献[14]提 出配电网馈线保护方案，需要利用广域信息得到每 条线路的末端方向信息，该方案需要利用电压信量电Biblioteka 为ΔIS=−
ZS′1 ZS + ZS′
×
ΔIk
(1)
式中 ZS′ = Z1 / /Z2... / /Zn (n ≠ k,S) 。
流过某条线路的故障分量电流为
ΔIn
=
−
Zn′ Zn + Zn′
× ΔIk
(2)
式中 Zn′ = Z1 / /Z2... / /Zn (n ≠ k, n) 。
一般情况下，式(1)、(2)中阻抗的角度是近似的
主动配电网保护方案的研究
刘凯，李幼仪
(ABB 中国研究院，北京市 朝阳区 100015)
Study on Solutions for Active Distribution Grid Protection
LIU Kai, LI Youyi
(ABB Corporate Research China, Chaoyang District, Beijing 100015, China)
障线路，幅值的信息可以用来增强相位判据的可靠
性。需要注意的是，使用相位信息已足够可靠判断
故障方向，幅值信息不是必须的。
另一个有价值的特点是，当母线上发生故障
时，所有连接在母线上的线路的故障分量电流方向
近乎同相位，这个特点可以用来判断母线故障。
图 4 给出母线上发生故障时的故障分量电流相位
关系。
⋅ ΔIj(j=k,1~n)
L1
Lk
DG
F Ln
图 1 带 DG 的配电网示意图
Fig. 1 Distribution grid model with DG
ΔI1
Z1
ZS
ΔIS
ΔIk
λZk
−U f |0|
(1 − λ)Zk
ΔIn
Zn
图 2 故障分量网络
Fig. 2 Fault component network
图 2 中，因故障产生的流过电源支路的故障分
由以上的研究可见，为配电网提供可靠保护功 能的一个关键在于方向元件；传统方向元件需要利 用电压信息来判断，而配电网为节省成本一般不提 供电压信息；因此，如果有可以利用的不需电压信 息的方向元件，将较大程度的降低为主动配电网提 供保护的难度。