智能用电技术背景下的配电网运行规划研究综述
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摘要：现如今，我国的国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，为适应大规模分布式电源、储能、电动汽车接入配电网后发电方式和用电行为的改变，智能用电技术成为当前及未来智能电网研究的趋势。基于智能用电技术的内涵及核心特征，从需求侧响应、电能质量调控、可再生能源消纳、最优潮流控制、设备利用率提升方面，综述了配电网灵活优化运行的应用需求;考虑配电网运行与规划的相互影响，从分布式电源规划、配电网规划以及储能和电动汽车规划3个方向对当前规划思路和研究现状进行总结分析。结合源网荷供需灵活互动对配电网运行规划提出的挑战和未来配电网发展趋势，提出智能用电技术背景下配电网运行规划中需要进一步深入研究的问题。
关键词：智能用电;需求侧响应;智能配电网;优化运行;协调规划
引言
随着人民生活质量的提高，对社会需求的增加，计算机网络技术的飞速发展，我国配电网技术急需要与科学相结合，智能配电网就在这种情况下产生，这种智能配电网的供电效率不仅得到了很大的提高，而且安全性也有很大的加强，在现代配电网规划中只有智能配电网才能更加适合社会发展的要求。智能配电网技术在配电网规划中的具体应用是我们本篇文章主要研究的重点。
1智能配电网概念分析
智能配电网对智能电网组成中必不可少的一环，他在智能电网中有着举足轻重的地位，所以国外一些研究电网方面的专家在对电网进行实践性研究的过程中，配电网是他们研究的重点对象。他们深入研究配电网的高级技术，从而总结出来了一些配电网的特殊性质。除此之外智能配电网在运用的时候更加希望电力用户能够积极的参与到监督的一环，用户在使用的同时监督我们的工作，提出一些在电网中潜藏的安全问题，形成经济实惠的安全运行状态。
2促进配电网灵活优化运行的应用需求
2.1需求侧响应互动需求
如前所述，越来越多的电能消费者正变成发电者并参与到电网的运行中，需求侧资源若能够作为与供应侧资源同等价值的调节手段参与系统整体的调控，将对削峰填谷、减小源荷供需失配和降低可再生能源出力不确定性对系统的影响具有重要作用。配电网如何充分合理调度需求侧资源，使电网的运行形成源荷双侧协调响应，将是实现配电网灵活优化运行的关键所在。
2.2电能质量调控需求
大规模间歇性DG接入配电网，其并网逆变器的控制引起的直流注入问题、输出功率的不确定性引起的潮流的波动性势必会对配电网运行的电能质量产生很大的影响。总结DG产生的电能质量问题主要包括：谐波、电压波动与闪变、频率波动、电压偏差等。当前，DG接入配电网引起的电能质量问题已经成为其大规模接入的主要瓶颈。未来配电网对大规模DG兼容包并的主要体现形式之一在于对广泛接入DG后配电网电能质量的调控能力。
2.3可再生能源消纳需求
近年来，我国电网中新能源发电的占比快速增长，逐步进入规模化发展的阶段。大规模新能源并网，对系统的频率、电压调节能力提出了更高的要求，一旦不满足要求就很容易脱网，给系统安全稳定运行带来不利影响。智能用电在相关技术的支撑下，可增进电力系统资源优化配置，提高电力系统消纳可再生能源的能力。以灵活互动的负荷柔性并网，通过智能微网、智能家居等技术实现DG的即插即用，通过储能、电动汽车等技术直接吸收可再生能源富余出力，可以有效地促进对可再生能源的消纳。
2.4最优潮流控制需求
最优潮流在电力系统运行和控制等领域有着极为重要的意义。它是一种在满足电力系统安全约束的前提下寻求电力网控制变量的最优设定值，以达到一个或多个目标函数的最优化。传统配电网的最优潮流控制多为单侧控制，即通过控制电源的出力和分布来被動匹配负荷需求以达到最优潮流，这往往存在调控的资源有限以及灵活性不足的问题。随着智能用电的发展，配电网中的可控负荷、储能和电动汽车均可通过需求侧响应与系统灵活互动，最优潮流控制将从单侧控制发展到源荷协同的双侧控制。
3面向智能用电技术的配电网源网荷规划
3.1DG规划
DG接入配电网络，对配电网的节点电压、线路潮流、输电阻塞、供电可靠性和安全性等都会带来影响，其影响程度与DG的安装位置和容量密切相关，DG规划一般包括选定安装位置和确定安装容量，以及综合考虑两者之间的协调关系。总结国内外DG规划方案，其优化目标主要集中于：系统可靠性最高、网损最小、电能质量最优、投资成本最低、运行及维护成本最小、污染排放量最少、燃料消耗量最低、能源利用率最高等。
3.2配电网规划
配电网是电力系统的重要组成部分，对其进行科学合理的规划是保证配电网安全经济运行的重要前提。配电网规划的目标设计主要是从投资成本、网络损耗和可靠性等方面进行规划。如前所述，智能用电技术的引入使传统配电网逐渐向主动配电网转变，其拓扑结构要求可灵活调整，且需具有主动控制和运行能力。传统的配电网规划方法都建立在未来具体的规划网架之上且受诸多不确定因素的影响，一旦规划网架发生变化，已经投入的DG又可能不符合规划初衷而造成成本沉没。因此，面向智能用电技术的配电网架规划应该在规划阶段就考虑源网荷协调互动。针对考虑DG和柔性负荷的配电网联合规划，已有学者进行相关研究。
3.3储能及电动汽车充电站规划
当前配电网中，广泛应用的具备需求侧响应能力的负荷主要是储能系统、电动汽车和空调等温控负荷。空调等温控负荷的规划通常以需求为导向，即哪个地方需要装设空调就安装，可规划的空间较小。目前国内外学者针对负荷侧的规划主要集中在储能及电动汽车充电站的规划上。
3.4参数量测技术在配电网规划中的应用
参数量测技术是智能配电网技术在配电网规划中的数据表现形式，它能够将系统的固定数据和运行数据通过测量以参数信息的形式表现出来，如某地区的固定时间段用电量的变化，通过对数据的分析可以查看该地区用户的用电需求，以便在管理上做好预备工作，也能通过异常参数来确认是否有漏电偷电现象，这对管理来说能够极大地提升管理的效率。另外，参数量测技术还在电量和电费的计算上有着显著功能，随着时代的发展，配电网在用户需求不断攀升的背景下不断发展，用电量较前十几年有了翻天覆地的变化，而一些地区使用的电费计量工具还是电磁表，难以满足高峰状态下的电费计量情况，这种情况下可以通过参数量测技术实现与用户的沟通，解决电费计费问题，可见其具有较大的实用价值。
结语
随着电力市场的开放，DG、储能、电动汽车等柔性负荷接入配电网，需要一种新型用电方式以使需求侧与供给侧平等地参与配电网优化运行。灵活互动的智能用电技术，赋予了配电网运行规划更加丰富的内容。在智能用电技术背景下，总结分析配电网运行对源网荷协调互动的应用需求以及面向智能用电技术的配电网规划方法，是本文的立意所在。本文分类总结分析了智能用电技术背景下配电网灵活优化运行的应用需求，并对面向智能用电技术的配电网规划思路及研究现状进行了综述，最后，对下一步需要着重研究的问题和研究趋势进行展望。随着智慧用能与能源互联网的提出与发展，智能用电技术将迎来更多的发展和作为的空间，为建设坚强的智能电网提供更有力支撑。
参考文献
[1]黄莉，卫志农，韦延方，等.智能用电互动体系和运营模式研究[J].电网技术，2013，37（8）：2230-2237.
[2]李扬，王蓓蓓，李方兴.灵活互动的智能用电展望与思考[J].电力系统自动化，2015，39（17）：2-9.
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