主动配电网研究国外研究现状-会议材料之二
国际配电网保护配置与整定现状调研
国际配电网保护配置与整定现状调研摘要：本文对世界各国配电网保护现状进行调研、分析和总结，着重介绍了中国、美国与法国的配网保护的做法。
以架空线路保护为例，对中国配电网的保护配置、整定及其运行情况进行介绍。
美国中压配电网主要采用反时限过电流、重合器与熔断器保护；法国配电网保护的配置与整定做法和中国类似，主要采用三段式电流保护与熔断器保护。
关键词：配电网保护整定配置1引言长期以来,中国配网保护只强调保证变电站设备的安全运行，对线路保护不够重视,由于保护配置不完善以及整定配合方面的问题,导致配网保护动作的选择性差,故障停电范围扩大。
此外,还存在因线路出口故障不能及时切除，造成主变压器损坏、跌落式熔断器因开断电流不满足要求而烧毁等问题。
目前，中国许多供电企业在积极实施配电网自动化。
配电外自动化是继电保护的延伸与补充。
为了减少故障停电影响，我们应完善配网的继电保护。
相对于配网自动化，配网保护的完善还远远不够。
配网保护的动作性能对配网的安全运行、故障停电时长及电压暂降指标都有很大的影响。
制定完善的配网保护方案，对配网的安全运行和提高供电质量来说都非常重要。
下面，以架空线路保护为例，对中国配电网的保护配置、整定及其运行情况进行介绍。
2中国配电网保护配置与整定情况在中国，以架空线路为主的中压配网的中性点通常采用小电流接地方式。
而对于小电流接地的架空配电网来说，由于允许其在出现单相接地时带故障运行不超过2小时，所以，其中的配电线路（包括架空电缆混合线路）只设相间短路保护。
中国架空配电线路保护的配置主要有以下三种情况。
2.1 二级保护配置图2-1给出了典型的架空配电线路结构与二级保护配置方案，主干线路用负荷开关分段，分支线路采用负荷开关。
第一级保护是变电站线路出口断路器保护，保护配置有两种情况，一种是配置电流I段与III段保护，再就是将电流I段保护退出运行，只配置电流II段和III段保护。
第二级保护是配电变压器的保护。
主动配电网研究进展
中图分类号：TM71
文献标志码：A
0 引言
1 主动配电网的基本概念
目前 ，随着社会经济的不断发展，电力需求的 持续增长以及整个电力市场开放程度的增加，越来越 多的分布式能源（distributed energy resource，DER）接 入到配电网中，在传统配电网（traditional distribution network，TDN）下，过多的分布式能源容易对配电网造 成很多不利的影响，如提高短路电流水平、影响无功 功率和电压分布、改变系统潮流、降低供电可靠性降 低以及恶化电能质量等 。 [1] 为了应对和解决这些问 题，传统配电网已逐渐从被动模式向主动模式转变， 国际大电网会议（CIGRE）配电与分布式发电专业委 员会(C6)对含分布式能源的配电网进行了深入的研 究分析，并于 2008 年在 C6.11 工作组所发表的“主动 配电网（active distribution network，ADN）的运行与发 展”研究报告中明确提出了主动配电网以及分布式能 源的概念和定义[2]。工作组认为，对配电网的所有组 成部分进行主动的优化控制能够消纳分布式能源的 高渗透率问题，从而提高配电网的安全经济性。
配电管理系统
通信网
通
信
网
配电网
变压器 电力电子元件 分布式能源
先进计量装置
需求侧
图 1 主动配电网的基本组成结构
作者简介： 欧阳武（1978-），男，高级工程师，工学博士，现从事配电网规划和配电自动化相关工作。
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分布式能源主要由分布式电源构成，另外还包括 分布式储能和可控负荷等。分布式电源主要为可再生 能源，包括光伏发电、风能发电等；可控负荷包括电动 汽车和响应负荷等[3]。在理论研究和分析中，出于简化 考虑常常用分布式电源来代替分布式能源，由于目前 分布式电源的应用广泛，这种简化代替是可行的。文 献[4]研究了可以灵活控制分布式电源的主动配电网， 结果表明主动配电网能够有效提高网络负载能力。
配电自动化国内外发展现状
法国配电公司(eRDF)运营的配电网中压电网电压等级是20kV，所管辖的区域约占法国国土面积的95%，设有30个配电调度中心(DSO)，平均每个DSO大约负责100万客户的调度运行管理，调度范围是高/中压(H/M)变电站的变压器及以下的中低压电网，负责调度操作配电网上所有可以遥控操作的开关、eRDF根据对供电可靠性的要求，将供电区域分为大城市核心区、大城市郊区与中小城市以及农村地区，不同的区域的网架结构不同，配电自动化的方案也有差异。大城市核心区要求用户年均停电时间小于15min，大城市郊区要求用户年均停电时间小于30min，农村地区要求用户年均停电时间小于345min。
配电自动化国内外发展现状
欧洲发达国家的配电自动化应用较早，基本实现了配电变电站出线断路器、线路分段开关的远程监控，做到了配电网故障及时检测、处理及修复，且配电GIS获得了广泛应用，配电调度、停电投诉处理、故障抢修流程的管理基本都实现了自动化。
奥地利EVN公司维也纳地区的中压电网基本实现了自动化，安装配电网终端10000多套;意大利ENEL公司全国有80000多个中压/低压开闭所实现了远程遥控;法国20kV中压配电网全部实现了自动化;英国伦敦电网公司自1998年起，先后安装了5000个配电网终端;中部电网公司安装配电网终端7000个。此外在德国、芬兰、葡萄牙、丹麦等国馈线自动化都有一定的应用面。
国内外配电网发展的比较研究
国内外配电网发展的比较研究目录1 概述 (2)2 国内外GDP、发电量、人均水平的比较 (2)2 国内外发输配投资力度的比较 (10)3 发输配容量比的比较 (14)4 国内外供电企业的比较 (16)5国内外配电网技术经济指标的比较 (17)6配电网资产统计方式的比较 (25)7国内外配电网发展城市情况的比较 (26)8电力企业政策的比较 (29)9供电企业状况 (30)1 概述国际上电力工业发、输、变、配、用的投资中输、变、配的投资国际上占总投资的50%，发、输、配的投资比例为1：0.5: 0.3，输配电设备的资产约占电力系统总资产的一半，输配电网的运行费（输变配部门）占电力系统总费用的10~20%。
美国为10%，日本为20%。
（1）国外电力系统关于输配电网可靠性的探讨，考虑以下4个方面：1）政府（重点防止对社会有重大影响的大规模停电；把握供电可靠性对费用影响的程度）2）供电企业（维持供电可靠性与费用的合理水平；支持用户自行保护的政策；提高技术水平）3）用户（认识自行保护的重要性；如果需要高可靠性，则自行配置安全装置）4）厂家（制造受停电影响小的设备）（2）国外认为能够降低网络投资和运行费用各种因素的顺序如下：系统规划、设备、购买、运输、实验、接电、维护（生命周期内）。
其中系统规划为第一重要。
为了找到我国配电网投资与高指标的平衡点，我们考虑进行以下几方面的比较研究。
2 国内外GDP、发电量、人均水平的比较GDP和发电量是最重要的宏观经济统计指标，从生产角度看，GDP和发电量不仅能够反映一个国家的生产规模，而且能够反映这个国家的产业结构。
从使用角度看，GDP和发电量不仅能够反映一个国家的需求规模，而且能够反映这个国家的需求结构。
从地域角度看，GDP和发电量不仅能够反映各个地区的经济总量，而且能够反映各个地区的产业结构、需求结构。
2002年全年GDP (国内生产总值)跃上10万亿元的新台阶，达到102398亿元，见图3-1，翻两番则为40万亿以上，达到日本1990年的水平。
主动配电网文献综述
主动配电网文献综述摘要：分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性，同时，未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。
作为未来配电网的一种发展模式，主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的关注。
本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。
关键词：主动配电网，分布式发电，潮流算法，粒子群算法，混合算法0引言近年来，全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发，严重威胁着人类社会的可持续发展。
在诸多因素中，人类过度排放温室气体被认为是导致全球气候变化的重要原因[1,2]。
为应对上述挑战，英国政府于2003年首次提出了低碳经济的发展理念。
发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制，其关键在于对可再生能源的有效开发与利用。
对此，一种解决思路是从配用电环节入手，建立协调关联分布式可再生能源发电、配电网络与终端用电的集成供电系统，实现对可再生能源的就地消纳与利用。
分布式配用电系统优点有建设周期短、投资成本低、运行灵活，且抗风险能力更强[3,4]。
传统配电网中，电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点，其运行方式和规划准则相对简单。
然而，分布式能源的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造成显著影响。
而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素，因此难以满足低碳经济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用的要求。
与主要关注用户侧的微电网（Micro-Grid, MG）不同，ADN 主要面向由电力企业管理的公共配电网。
它是一种兼容电网、分布式发电及需求侧管理等多类型技术的全新开放式配电系统体系结构。
ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度，强调在整个配电网层面内借助主动网络管理（Active Network Management, ANM）实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位提高[5]。
浅析国内外SNOP在配电网中的研究现状
浅析国内外SNOP在配电网中的研究现状摘要：我国配电网发展相对落后，网架结构不合理，调控方法不灵活，越来越多的冲击性负荷加入威胁着配电网的安全稳定，故障是难以避免的。
为减小故障停电带来的损失研究配电网故障恢复策略迫在眉睫，典型的配电网故障恢复模式大致分为主站监控的故障恢复模式、重合器故障恢复模式、配电管理系统恢复模式三类。
为了更好的配电网故障恢复，代替传统联络开关的新型电力电子器件——SNOP(Soft Normally Open Point)近年步入我们的视线，引起了人们的重视。
关键词：配电网故障；故障恢复模式；SNOP1 引言配电网作为电力系统较末端的一环，从输电网或发电厂直配获得电能，再将电能通过配电装置输送给用户，将用户和电力系统联系在一起。
配电网的可靠性、安全性直接影响到用户乃至国家的利益，当前配电网大多使用传统联络开关或分段开关作为网络重构的基础，它们存在许多问题，如影响配电网控制的效率、影响配电网的安全性和可靠性等。
若不能及时恢复非故障区域供电，联络开关误动或拒动，进一步扩大故障影响范围，加重故障带来的损失，甚至还可能影响到公共基础设施的正常运行。
为了防患于未然，代替传统联络开关的新型电力电子器件——SNOP(Soft Normally Open Point)近年步入我们的视线，引起了人们的重视。
SNOP软常开开关相比传统联络开关具有诸多优点，例如可以精确控制其两侧馈线上的有功功率与无功功率，改善系统整体潮流分布；进行电压无功控制，改善馈线电压水平；通过交流变直流转交流来实现两端馈线电气解耦，确保故障情况下不间断负荷供电；响应速度快，不受动作次数限制，能连续控制；能有效降低损耗，提高经济性等等，对配电网长久稳定运行有着重要意义。
2 国内研究现状2.1 SNOP在配电网中的应用及优点SNOP作为一种代替传统联络开关的全控型电力电子器件，主要有3种装置：背靠背电压源型变流器(Back to Back Voltage Source Converter)、统一潮流控制器(UPFC)、静止同步串联补偿器(SSSC)构成。
配电网的主动管理现状和未来发展趋势综述
配电网的主动管理现状和未来发展趋势综述摘要随着智能配电网技术的发展，分布式能源的广泛使用，新型负荷（例如电动汽车）的应用，配电网正从被动配电网向主动配电网发展。
包括可再生分布式电源在内的分布式电源的并网，使得配电网的潮流从单向流动变为双向流动。
电动汽车的应用给配电网带来了更大的挑战。
因此，对主动配电网的管理必须通过新兴的控制、监测、保护和通信技术来实现，用最佳的方式协助配电网运营商管理。
这篇文章综述了主动配电网最新的进展情况，并确定新兴技术和支持配电网主动管理的未来发展趋势。
关键词：主动管理，分布式电源，配电网，智能配电网，智能电网引言为了安全和可持续能源的发展，智能电网已被广泛认为未来电力生产的基础设施。
配电网已成为电网中占据很大比例的基础设施。
在未来智能电网中，配电网会占据更重要的地位，且应当优先发展。
这是因为配电网是大多数终端用户、分布式电源以及电动汽车的接入点。
在美国，配电网为大约1.6亿用户提供服务。
越来越多DG和EV的接入、智能配电网技术的应用（例如高级计量架构（AMI）和智能家电（SAs））都促使配电网从被动向主动发展。
下一代配电网应该是高效、全系统最优化、高可靠性、坚强、且能够有效管理大规模接入的EV、DG及其他可控负荷的网络。
为了迎接新的挑战，下一代的配电网需要主动配电网管理。
各种配电网管理技术，例如配电自动化，AMI，故障定位，自动重构，以及V AR控制，已经在研究中，而且一些技术已经成功应用与当今的配电网中。
配电网最优化规划的各个方面也处于研究中，包括电容器和其他无功补偿设备、分段重合、以及分布式能源的最优调度。
此外，先进的新型DG技术，新型的功率电变换系统（PFC），例如能调节有功和无功的固态变压器（SST），智能家电和其他可控负荷的广泛使用，家庭和办公网络的智能化，都使得在下一代配电网中，ADN的应用成为可能。
本文综述了最新的进展并确定支持DN的发展的新兴技术。
第二部分给出ADN的构架的概述。
国外直流配电网研究现状
国外直流配电网研究现状与交流配电网相比，直流配电网存在较大优势，因此，世界不同国家均提出了不同的方案与标准。
美国早在2003年就提出了直流配电的相关方案。
北卡罗来纳大学提出的方案参考了舰船配电，其方案中直流电压母线采用400V作为其电压等级，并配有120V交流母线。
能量管理装置作为中继，从12KV交流母线获取电能，并通过400V直流母线和120V交流母线将电能分配给负荷。
2010年，弗吉尼亚大学提出了“Sustainable Building and Nanogrids（SBN）”研究计划，如图示：图？SBN直流配电网结构SBN计划中考虑不同负荷，直流配电网电压等级采用380V和48V双电压等级。
380V 电压主要针对家用和工业用负荷，48V电压等级考虑通信及小型设备，其供电能力及其有限。
此结构整合不同分布式电源并考虑了混合动力汽车的影响，具有前瞻性。
其后，弗吉尼亚大学在SBN系统基础上又提出改进方案，如图示，改进方案中采用交直流混合配电，并针对不同负荷和分布式电源进行分层，力求能源的高效利用。
图？交直流混合配电系统结构上图中交直流混合配电方案中网络分层明显，有子网、微网、纳网等多种结构，并通过整流器与上级结构相连。
日本大阪大学在2006年提出双极直流配电网结构，此结构中6.6KV交流电先通过变压器变为230V，再通过整流器输出±170V直流电能。
双极母线的使用使得传输容量更大，电力电子器件的大量使用也将±170V直流电压变换为不同电压等级的交流、直流电压，供不同负载使用。
图？日本直流配电方案欧洲国家中，意大利和罗马尼亚对于直流配电网均有研究。
罗马尼亚在2007年提出的系统采用双电源交替供电。
如下图：系统中设计750V作为直流母线电压等级，整合各类分布式电源并与交流电网连接，其供电能力较强，供电可靠性也较高。
图？双电源交替供电直流配电结构图除以上国家外，其他各国和地区也对直流配电网展开了专项研究。
国内外配电自动化发展和现状
国内外配电自动化发展和现状时间:2009-11-02 10:41来源:电力招标与项目网 作者:admin国外配电自动化发展和现状 在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS)，其功能多达140余种。
1 国外配电自动化发展和现状在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS)，其功能多达140余种。
国外著名电力系统设备的制造厂家基本都涉及配电自动化领域，如德国西门子公司、法国施耐德公司、美国Cooper公司、摩托罗拉公司、英国ABB公司、日本东芝公司等，均推出了各具特色的配电网自动化产品。
日本从20世纪50年代开始在配电线上采用自动隔离故障区，并向健全区(无故障区)恢复送电的按时限自动顺序送电装置；60～70年代研究开发了各种就地控制方式和配电线开关的远方监视控制装置；70年代后半期开始利用计算机构成自动控制系统；其后由于电子技术、计算机技术及信息传送技术的发展，配电自动化计算机系统及配电线远方监视控制系统在实际应用中得到了很大的发展。
到1986年，全日本9个电力公司的41610条配电线(占36.5%)实现了故障后的按时限自动顺序送出，其中2788条(占6.7%)实现了配电线开关(指柱上开关)的远方监控(包括一般的和计算机监控)。
新加坡公用电力局(PUB)在20世纪80年代中期投运并在90年代加以发展和完善的大型配电网的SCADA系统，其规模最初覆盖其220kV配电网的1330个配电所，目前已将网络管理功能扩展到6.6kV配电网，进而覆盖约4000个配电所。
芬兰"Espoo Sahko"电力配电公司的配电自动化覆盖了该公司的85000个用户，8座110/20kV的一次变电所，1100km的20kV馈电线和1400个20/0.4kV的配电变电所。
浅谈配网自动化的国内外发展
浅谈配网自动化的国内外发展摘要：配电系统自动化是使用现代计算机技术、现代通讯技术、现代电子技术和先进的网络技术、配电网络系统的配电网络数据、需求数据、实时数据在线和离线数据，配电网络结构和地理图形信息集成，形成一个完整的自动化系统，以实现安全稳定运行的配电系统及各种各样的故障实时监测，有效控制及时保护，高质量的需求侧的现代化管理。
实施配电系统自动化的目的是提高供电质量及供电的可靠性，优质的服务质量、企业利润最大化和科学及技术管理水平，以实现供应商和需求方双赢的局面。
关键词：配网自动化国内外发展随着国民经济的快速发展和人民不断提高的生活水平，电力可靠性的要求越来越高。
改善配电系统可靠性和提高客户服务等重要手段，西方发达国家在70年代，提出了配电自动化的概念，并且有了不同程度上应用。
电力系统的必然趋势是配电自动化，主要目的是，在正常操作条件下，对配电网的通过监视操控；当电网异常操作及故障时可以快速检测异常情况和故障情况，快速隔离故障部分，非断层带用户的电力供应即时恢复，用户的停电时间减少，停电面积减少；根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平，供电质量得以改善，达到经济运行的目的、合理控制电力负荷，以提高设备利用率：自动抄表收费，确保仪表读数及时和准确，提高企业的工作效率和经济效益。
一、国外配网自动化的发展外国配网自动化早期的目标是想要馈线停电时间缩短，采用配电线路安装组符合设备、分段器的方式，使线路故障不会影响变电所馈线的供电。
例如，在美国，纽约的曼哈顿地区，27kV任何线路故障在变电所断路器和真空重合之间合作，在不到三个移动式操作，自动隔离故障，恢复故障部分供电[2]。
随着兴起和发展的计算机技术，在1990年代，美国已经达到了一个很高的水平配电网自动化技术，美国的纽约长岛的照明公司在1993年配电网自动化系统投入运行，系统涉及750条馈线，超过100万用户，该系统的使用受线路故障的影响，下降了25%，总共有240000用户可以实现在1分钟完成故障间隔隔离和故障间隔自动恢复发送，国际的顶尖水平代表在这一领域。
主动配电网文献综述
主动配电网文献综述摘要：分布式电源( distributed generation, DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性，同时，未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。
作为未来配电网的一种发展模式，主动配电网( active distribution network, ADN)开始受到人们的关注。
本文主要探讨总结了主动配电网的国内外现状，主动配网网工作原理，主动配电网的运行方式、标准、对应的国内外指标及计算方法以及主动配电网的算法研究。
关键词：主动配电网，分布式发电，潮流算法，粒子群算法，混合算法0引言近年来，全球范围内气候变暖及极端天气事件日益频发，严重威胁着人类社会的可持续发展。
在诸多因素中，人类过度排放温室气体被认为是导致全球气候变化的重要原因[1,2]。
为应对上述挑战，英国政府于2003年首次提出了低碳经济的发展理念。
发展低碳电力系统的根本任务是要形成稳定的低碳电能供应机制，其关键在于对可再生能源的有效开发与利用。
对此，一种解决思路是从配用电环节入手，建立协调关联分布式可再生能源发电、配电网络与终端用电的集成供电系统，实现对可再生能源的就地消纳与利用。
分布式配用电系统优点有建设周期短、投资成本低、运行灵活，且抗风险能力更强[3,4]。
传统配电网中，电力潮流一般由上端变电站单一流向负荷节点，其运行方式和规划准则相对简单。
然而，分布式能源的规模化接入与应用将对系统潮流分布、电压水平、短路容量等原有电气特性造成显著影响。
而传统配电网在设计阶段并未考虑上述因素，因此难以满足低碳经济背景下高渗透率可再生能源发电接入与高效利用的要求。
与主要关注用户侧的微电网（Micro-Grid, MG）不同，ADN 主要面向由电力企业管理的公共配电网。
它是一种兼容电网、分布式发电及需求侧管理等多类型技术的全新开放式配电系统体系结构。
ADN 的技术理念将系统运行中的信息价值及电网-用户之间的互动能力提升至一个新高度，强调在整个配电网层面内借助主动网络管理（Active Network Management, ANM）实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的全方位提高[5]。
国内外配电网现状比对及问题解决方向
国内外配电网现状比对及问题解决方向摘要：在分析国内外的社会、经济、人口、电网等指标的基础上，比较国内外配电网的主要差异，简要分析了我国配电网发展面临的新问题，并提出了一些问题解决方向。
关键词：配电网；国内外；比对；问题解决引言目前，全球配电网的发展都面临进一步提高供电可靠性并接纳逐步增长的分布式可再生能源的难题。
发达国家配电网的负荷已进入平稳发展期（年增长率约为1%左右），试图以智能电网方面的技术来解决配电网发展面临的新问题，而我国配电网的负荷仍处于持续快速发展期（年增长率为5%~7%），需要在满足负荷快速增长的同时发展智能电网新技术，这对改变我国配电网当前的规划、运行、维修模式提出了迫切的要求。
配电网和供用电设备担负着直接向用户供给电力的任务，是发、输、配、用的基本环节之一。
其发展与所在供电区域的社会、经济、人口、面积、居民用电等情况，与相应的能源政策等密切相关，同时还应与其所在地区的社会环境相协调。
配电网看似没有输电网的技术水平高，但是配电网的特征基本上就决定了电力客户的供电质量和电压质量，值得电网企业高度重视。
配电网的设备数量庞大而分散，使得与配电网相关的工作具有劳动密集型、资金密集型和技术密集型的特性。
目前国际上在配电网应用的分布式电源和智能电网的相关技术，为使配电网的规划、运行和管理从繁重的工作中解脱出来，提供了某种技术可行性，但是，任何一种新技术的发展在于其技术可行性和商业可行性的基础条件。
目前，我国社会经济正处于向低耗能、高效率的高度创新型社会发展的转型时期，配电网也将会在质和量两方面有更大的发展。
此外，安全可靠的供电也要求配电网和供用电设备采用新的技术，这样才能为我国21世纪城乡电力的有效利用提供基本保证。
1 国内外配电网现状比对随着社会经济和人民生活对电力的依赖程度越来越高，配电网已经成为城市生命线工程中的重要组成部分。
国际上发达国家和地区城市电网的发展已经进入了饱和阶段，负荷增长率从20世纪80年代起就进入了平稳增长阶段，年负荷增长率仅在1%～2%左右，其他相关指标也有类似的情况。
主动配电网技术及其进展
主动配电网技术及其进展随着能源结构和电力系统的发展，主动配电网技术逐渐成为研究的热点。
主动配电网是指在传统配电网基础上，通过引入分布式能源、储能系统、智能负荷等元素，实现配电网的智能化、灵活性和可靠性。
本文将介绍主动配电网技术的基本概念和原理，以及其在电力市场、可再生能源并网、电压稳定和电能质量改善等方面的进展。
主动配电网技术是指在传统配电网基础上，通过引入分布式能源、储能系统、智能负荷等元素，实现配电网的智能化、灵活性和可靠性。
主动配电网的核心是实现电力系统的优化运行，提高电力系统的安全性和经济性。
主动配电网技术的原理主要包括以下几个方面：分布式能源的接入：主动配电网通过引入分布式能源，如风能、太阳能等，实现能源的多元化和分布式供应。
储能系统的应用：主动配电网通过引入储能系统，实现对电能的储存和释放，提高电力系统的稳定性和可靠性。
智能负荷的控制：主动配电网通过实现对智能负荷的控制，实现负荷的优化调度和用电模式的优化。
电力系统的优化运行：主动配电网通过实现电力系统的优化运行，提高电力系统的安全性和经济性。
主动配电网技术的现状和发展趋势主动配电网技术目前已经得到了广泛的应用，国外一些发达国家和地区已经实现了主动配电网的商业化运营。
我国在“十三五”期间也提出了发展主动配电网的计划，并且一些地区已经开始了试点项目。
未来，主动配电网技术将朝着规模化、综合化和智能化方向发展。
主动配电网技术在电力市场中的应用可以实现电力系统的优化运行，提高电力市场的效率和竞争力。
例如，在电力市场中，主动配电网可以通过对分布式能源的调度和优化配置，实现在满足负荷需求的前提下，降低系统成本并提高环保效益。
主动配电网技术在可再生能源并网中的应用可以实现可再生能源的优化配置和利用，提高电力系统的可靠性和经济性。
例如，通过引入分布式能源和储能系统，主动配电网可以实现对太阳能和风能等可再生能源的调度和控制，保证电力系统的稳定运行。
主动配电网技术在电压稳定和电能质量改善中的应用主动配电网技术在电压稳定和电能质量改善中也有着广泛的应用。
城市配电网的国内外发展综述及技术展望
城市配电网的国内外发展综述及技术展望摘要：配电网自动化的应用实现了对配电网设备的实时监控、调节及控制等功能，其是集计算机设备、信息化技术、通信技术和电子技术等多项先进技术的集成系统，在电网建设运行过程中合理运用配电网自动化技术可有效降低配电网的故障率、提升配电网的稳定性。
为了切实发挥出配电网自动化技术的效用价值，要充分认识到配电网自动化的重要性，全面掌握其应用要点，针对其在电网建设运行期间存在的问题要及时采取有效手段加以解决，保证配电网自动化模式的规范性，提升整体配电网的可靠性。
基于此，对城市配电网的国内外发展综述及技术展望进行研究，以供参考。
关键词：城市配电网;国内外;发展综述;技术展望引言随着智能电网的不断发展，云计算、大数据、物联网和移动互联网等新技术的应用，城市配电网正向着接纳大量分布式电源、电动汽车和微电网等用户侧新型负荷的智能化、复合化电网转变，已有配电网的规划、运行、控制、管理模式和经验难以满足当下发展的需求。
为此，电网企业迫切希望借鉴国际国内先进配电网建设经验开展一流配电网的建设工作。
1城市配电网的国内外发展1.1国外典型城市配电网发展情况以巴黎为例，巴黎拥有欧洲最先进的城市网络，该网络有一个低压电网，连接着24条20kV电缆和一个负荷发电厂。
每个20/0.4kv低压网络都有2-20kV供电线路，每个线路有2 225kV输入。
中等馈电回路网络、手动运动、三段、四个连接、简单和一致的导线造型。
法语网播自动化系统分为站点级的主层、通信层和三层体系结构，主要网页设置在布局规划控制中心，实现集中监控、网络辅助数据分析、故障自动化等。
通信层由GPRS通信、无线通信、电话线等组成。
终端级主要包括配电装置和故障指示器。
巴黎电网总体上具有环形结构，具有良好的可扩展性，通过两个环和三个环之间的平均电压实现了站点之间100%的连接，配备了两个“t”入口，输入和输出线路高度冗馀。
其中最大的不足之处包括:(1)在收入完全或半部分被埋没且投资成本高的城市中布线。
国内外主动配电网研究的可视化分析
表 １ 国 内外 主 动配 电 网研 究 文 献 年 度 分 布
年 份 ２ ０ ０ ８ ２ ０ ０ ９ ２ ０ １ ０ ２ ０ １ １ ２ ０ １ ２ ２ ０ １ ３ ２ ０ １ ４ ２ ０ ｌ ５ ２ ０ １ ６ 文献 总量
国 内 文献量 １ ｌ
１ １
１ １
ｌ １
１ ２
２ ５ ５ ９ ｌ ２ ９ １ Ｏ ２ ３ ７ ｌ
４ ｌ １ ９ ｌ ３ １ ９ ３ ０ ４ １ ５ １ １ ０ ６ ４ ０ ３ ２ ３
２ ． ２ 主 要 作 者 及 其 合 作 关 系 分析
在 Ｃ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ生成 的作者合 作科 学知识 图谱 中 ，
国 内外 主 动 配 电网研 究 的可 视 化 分 析
文／ 师 亚 东 徐 立新
主 动配 电网 （ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ， Ａ Ｄ Ｎ ）
图和时 区图 ， 将复杂 的科学知识领 域发展进程 以可视 化图像 的方式显示。通过对检 索到的文献记录进行分 析， 展示 主动 配 电网领 域研 究的基 本情 况 、 主 要研 究
任 。而在 ２ ０ １ ２年 Ｃ Ｉ Ｇ Ｒ Ｅ会议 上 ， Ｃ ６ ． １ ９工作 组根据 对接入 配 电网 的分布 式能源 的运行和 控制情 况 ， 将最
初 的“ 主动配 电网” 概念 扩展 为“ 主动 配 电系统 （ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， Ａ Ｄ Ｓ ） ” ，并且认 为未来 的配 电网 不单单 是一个 “ 网络 ” ， 而是 一个通 过对 分布 式 电源 、 储 能系统 、 电动汽车 充换 电设施和 可控 负荷 的主动控
配网自动化及其通信系统国内外研究现状
配网自动化及其通信系统国内外研究现状摘要：配网自动化能够大幅度提高电网运行效率，为电网的运行安全提供保证，优化用户用电质量，加快配电网的现代化与智能化建设进程。
在配网自动化建设日益完善、智能电网工程有效推进以及通信技术多样化发展的背景之下，怎样进行安全、可靠且投资回报效率高的配网自动化通信系统的建设已发展为国家电网的一个重要研究内容。
文章就配网自动化及其通信系统的国内外研究现状进行梳理，明确它们今后的发展方向。
关键词：配网自动化；通信系统；EPON技术；国内外研究1配网自动化研究现状配网自动化由西方发达国家于20世纪70年代提出，与配网自动化的发展历程相结合，配网自动化系统的研究受到的关注十分广泛。
现阶段，配网自动化系统已在日本、欧美等国家得到了充分的发展，对变电站自动化、馈线分段开关测控以及远程抄表等系统进行集成的配电网管理系统得以形成，功能共有140多种。
在国外，配网自动化经历了由各种单项自动化林立，号称为“多岛自动化”的配电系统，向开放式、一体化以及集成化的综合自动化方向转变的发展历程，现已具备很大的发展规模，所产生的经济效益与社会效益非常可观，在优化配电网运行，提高其运行可靠性与效率，完善供电质量、减轻劳动强度、发挥现有设备能力、减小停电面积以及缩短停电时间等诸多方面均有体现。
目前，国外正在加大力度研究配电自动化专家系统与配电网仿真培训系统，同时给予较多的关注于通过优化负荷分配来降低损耗、通过管理变压器负荷尽可能地利用变压器容量并减少系统有功损耗、按即时电价管理用户负荷等。
国内关于配网自动化的研究起始于20世纪90年代，与发达国家相比晚了20年。
在以往较长的一段时间内，我国电力工业一直存在重发电、轻供电、不管用电的问题，致使配电网网架较为薄弱，从整体层面进行的规划比较欠缺，很多线路都是树状网结构，主干线的截面不大，且以架空线为主，供电半径（特别是农网的供电半径）很大。
此种供电模式存在着损耗大、电能质量差的弊端，配电网多以单电源为主，线路分段并不多，一旦有故障发生，会出现大面积的停电问题，加之配电设备大多陈旧且不具备遥控功能，配电网运行监控力度不够，信息搜集量小，没有足够高的故障处理水平，供电的恢复需要较长的时间。
自-配电网故障研究的现状
１.2配电网故障研究的现状近年来,随着一次化石能源几近枯竭、环境污染以及土地紧张等一系列问题日趋严重，利用可再生能源的分布式发电技术已成为世界各国重点发展战略之一,为之付出巨大努力，并在一些西方发达国家取得了显著成果：在欧洲,各国中大力的推广分布式发电技术。
同时也要重视分布式发电对大电网的影响，需要进行并网模式下的联接问题的研究。
因而在２0０1 年1２月出台了一个目的是促进包括分布式发电技术的“能源网络通道”的名为“Ｉnteｇrａｔｉoｎ”的计划，进而可以统一的协作调度欧洲各国的分布式发电系统,确保供电可靠性和安全性。
目前对于含有分布式电源的系统分析,主要考虑分布式电源输出的不确定性，并以此为基础对保护的配置与整定做出改进。
不同控制方式下分布式电源的输出特性具有明显的区别,在电网的运行分析中已经考虑了控制模式的影响。
而控制系统对逆变电源输出量（电压、电流)的限制也是其与传统电源（同步发电机)的不同之处，以致对逆变电源在系统故障情况下的输出特性起着决定性的影响。
因此，对含控制系统的分布式电源进行全面的故障分析成为研究的热点。
我国对分布式电源的研究虽然尚处在起步阶段，但已经引起了相当程度的重视。
目前的工作主要是对分布式电源电源系统本身的理论研究。
在全国很多地方已经兴建了利用新型清洁能源的分布式电源,如光伏发电和风电。
同时也有一些热、冷、电联产的分布式发电系统投入运行。
目前分布式电源接入大电网还存在一些问题并对电网运行安全有一定的影响。
因而分布式电源还没有充分发挥出它的作用,在当中有很多问题有待解决。
在传统的类型划分中，根据分布式电源的燃料和发电方式的不同分布式电源可分为以下两种：第一种是发出直流而需要经过整流逆变才能接入电网的逆变型分布式电源，第二种是发出交流不需经过整流逆变即接入电网的非逆变变型分布式电源，而此类分布式电源按照频率又可以划分为高频交流电源和工频交流电源。
在实际生产应用中，由于现阶段即使是非逆变类分布式电源也要经过诸如调频逆变器之类的电力电子器件，使得传统的根据逆变和非逆变的划分方法显得很不准确。
CIGRE(WG C6.19～C6.22)的有关主动配电网研究内容
CIGRE（WG C6.19～C6.22）的研究内容
本文是国际大电网会议（CIGRE）配电及分布式发电（C6）技术委员会的WG C6.19～ WG C6.22工作组的研究内容，希望国内一些有志于引领未来电网研究的科研人员能够参与这些项目的研究工作，“active distribution systems”先翻译为“主动配电系统”，以往的译法为有源配电系统，但是，我国现有配电系统为无源网络，加上DG等可以视为有源网络，但是，未来的配电系统并不仅仅是有源，而且还要能够最大限度利用RES，最小化CO2，平衡负荷。
所以，我建议“active”翻译为“主动”。
实际上，即使在中国，分布式资源（DER,包括DG、DSI、EV、DES（储能）等）的使用也会越来越多，整合和管理分布式资源的管理模式，将与现有的集中控制的管理模式有极大的不同，而且还将要求在公用通信标准，DER整合标准，业务流程管理方法等方面有新的研究进展。
与发达国家不同的是，我国还需要考虑在建设新的电网的同时考虑DER集成的问题。
我国不能在未来电力系统方面又成为他人的巨大市场。
以下译文由我院与清华大学的老师共同翻译：。
国内外配电自动化系统的调研与比较分析
国内外配电自动化系统的调研与比较分析摘要:进来配电自动化在全球蓬勃发展,成为电力系统现代化发展的必然趋势。
国外配网自动化发展的比较早,技术比较成熟。
而我国配电自动化系统起步较晚,尚未成熟。
以下将以我国试点项目唐山配电自动化系统与韩国配电自动化系统,从整体概述,系统与结构模式,数据通讯方式四个方面进行对比分析。
关键词:配电自动化系统唐山韩国1 唐山配电自动化系统的发展分析1.1 概述随着唐山地区经济的迅猛发展,对电力需求、供电质量和供电可靠要求越来越高,传统的技术和管理手段已无法适应新的形势要求,配网自动化系统应运而生。
作为网公司的试点项目,唐山配网自动化经过一期、二期建设已初见成效,实现了所有安装配网自动化终端的配电设备运行状态和部分配电网络的实时监控,进而实现了设备掉闸和保护动作等情况的及时报警。
配电网自动化的应用减少了线路掉闸次数,提高了供电可靠性。
1.2 配电自动化系统主要模式(1)网络结构。
系统遵循ISO—OSI七层网络参考模型,采用网络交换技术和多网式体系;在TCP/IP协议的支持下,采用分流/冗余的双网机制;采用Client/Server分布式体系结构及支持多操作系统平台的运行开放机制,保证实时信息最高速传输,同时适应未来信息扩展的需要。
系统采用通用、先进、可靠的软件平台,利用无缝集成技术,将外部通信接口与其他系统平台进行连接,用以访问其他系统。
系统提供基于Internet技术的Web服务,可以向MIS等其他系统发布信息,用户可以通过浏览器访问实时信息和历史数据。
(2)系统架构。
唐山供电公司配网自动化管理系统按分层分布式体系结构设计,为两层三区结构。
①第一层:配电主站层。
主要负责整个10kV及以下线路、设备及用户的运行监控和配电运行管理。
主站层又分为三个区:配电SCADA 系统、地理信息系统(GIS)、配电管理系统(DMS)。
各区之间通过网络隔离及防火墙等网络安全设备实现网络安全防护。
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§ Widespread communication between controllable devices and control units
§ Impact on reserve capacity
§ DER often an intermittent source (wind, water levels, sun…) •e.g. wind power changes with the 3rd power of wind speed § power reserves needed for production/consumption balancing •reserves based on fossil fuels
§ Difficult to control the network voltage profile only with the HV/MV transformer § Solutions
§ advanced transformer voltage regulation § voltage regulation with DER § active compensators
Dr. Boštjan Blažic University of Ljubljana Faculty of Electrical Engineering bostjan.blazic@fe.uni-lj.si
§ Communications media
§ power line carrier § landlines (telephone cable, optics) § wireless (radio, GSM)
Monitoring and Forecasting
§ Measurements of network parameters
P= 1 Cp ρV 3 A (W) 2
Active Network Concept
§ Network divided into local control areas
§ MV and NN network with DER, storage and controllable loads
§ A local control area is an energy exchange system
/ RFDO FRQ W U RO DU HD
' (5
&RQW U RO O HU
6 HFW L RQDO L ]L Q J VZL W FK &RP P XQL FDW L RQ
Key Technologies – Controllable DER and Loads, Electricity Storage
' (5 09
*
+ 9 1 HW Z RU N
75 09 /9
/9 O L Q H
75 +9 0 9
' ( 5 FRQQHW HG
1 R' ( 5 SX
Impact on Protection Operation
§ DER contribute to short circuit currents in case of faults
§ central control § peer-to-peer control § combination •sources autonomous to some extent •central controller for optimization of operation
' (5
&RQW U RO O HU
+ 9 1 HW Z RU N
75 +9 0 9
/L Q H SU RW HFW L RQ
09
§ Solutions
§ protection coordination § connect DER with a separate feeder § new protection equipment
*
) DXO W ' (5
§ distribution system is an energy exchange system
Ø Development of two power production areas Ø Influence of DER on systems depends on its share
Impact of DER on System Operation
Future Development of Power Networks
§ Two energy production areas are emerging
§ production in large power plants in the transmission network § DER in distribution networks § The transmission network still represents the back-bone of the system
§ normally operates connected to the main network § possibility of islanded operation § enables power flow control § frequency regulation § voltage regulation
Network
UTM Z2 I2
U2
Z1 I1
Load
Ip Lp Up
Zb
§ Active compensators, active filters
§ based on voltage source converters § reactive power compensation, voltage control, harmonics compensation…
§ stand-alone equipment § integrated equipment § large number of sources § estimation of actual conditions
Source: Anemos project
§ Forecasting of
§ production § consumption § electricity prices § essential for system stability
§ malfunction of standard protection schemes
§ Islanded operation
§ in nowadays networks is usually not allowed § unintentional islanding consequences •voltage and frequency outside the limits •electricity shock hazard •problem of auto-reclosure
Impact on Power Quality and Power Reserves
§ Impact on power quality
§ Transient voltage variations •e.g. connection or disconnection of DER § Flicker •especially wind turbines § Harmonics •e.g. from power converters
§ generation and load control § network reconfiguration § control of active compensators § monitoring § prediction of consumption, production and prices
§ Main problem: large number of uncontrolled sources
Impact on Voltage Profile
§ Worst-case scenarios
§ low consumption, high DER generation § high consumption, low DER generation
0
Active Distribution Network Management in Europe
by Bostjan Bla i University of Ljubljana
Slovenia
December 10-12th, 2008 Nice • France
Starting Point
§ Centrally controlled transmission system forms the backbone of the system § Energy sources connected also in the distribution system § Bi-directional power flow
§ Controllable DER
§ normal operation: maximisation of revenues § emergency operation: maintain system stability
§ Electricity storage
§ enable production and consumption balancing
Active Networks Control