主动配电网

上世纪末至本世纪初我国开始配电自动化建设，由于技术不成熟、缺乏有效的检测手段和工具，其实用化水平较低，在故障处理等核心功能上未能取得应有成效，制约配电自动化的推广应用及供电可靠性的提升。“十三五”期间配电自动化迎来更大规模建设浪潮，伴随大规模分布式新能源的接入和主动控制需求的增长，如何对大规模配电终端、馈线故障处理及主动配电网运行控制逻辑进行全方位、系统级的测试与评估成为影响配电自动化实用化水平提升的难点和关键。 项日授权发明专利28项、实用新型专利15项、软著12项；发布国标1项、行标4项；发表论文65篇；出版专著5部。中国电机工程学会组织的鉴定认为：项目成功解决了配电自动化系统与设备的检测试验及主动配电网运行可靠性提升等技术难题，研究成果整体达到国际领先水平。 应用项日成果完成数十万台配电终端的性能检测和万余条馈线自动化测试，馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升0.08%。近三年新增销售额26.96亿元，新增利润4.87亿元。项日成果获应用项目成果完成数十万台配电终端的性能检测和万余条馈线自动化测试，馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升0.08%。近三年新增销售额26.96亿元，新增利润4.87亿元。项目成果获得国网公司设备管理部、中国电科院的高度认可，在北京等100余市获得推广应用，有力支撑我国配电自动化及主动配电网检测试验与验收工作，极大提升了我国配电自动化实用化水平、应用地区配网供电可靠性和分布式能源消纳能力。

随着可再生能源的大规模接入，参与电能交易的主体数量日益增加，由调度中心撮合的传统集中式交易模式无法应对激增的交易数据，难以达到主动配电网经济运行的最优状态。为此，提出了一种基于区块链和禀赋效应的主动配电网经济运行方法，利用区块链的去中心化、自治性、匿名性等特点构建电能交易机制。在此基础上，将参与需求响应的用户视为“行为经济人”，构建了基于禀赋效应的需求响应模型，该模型更加贴合用户心理需求。算例结果表明，提出的基于区块链技术的电能交易机制能够有效提升电能交易效益，建立的基于禀赋效应的需求响应模型可以有效提升主动配电网运行的经济性和源荷匹配性。

国家电网有限公司分布式电源和微电网控制技术实验室依托国网浙江省电力有限公司建立，是国内分布式电源及微电网领域实验手段最齐全、设备最先进的实验室之一。实验室按照反映当前需求、面向“双碳”目标、实现技术创新、推进能源革命的原则，开展含高密度分布式电源的主动配电网技术、多能微网技术和储能技术相关理论研究及应用技术研究，并开展示范应用。

提出一种基于离线策略的安全强化学习方法，通过离线训练大量配电网历史运行数据，摆脱了传统优化方法对完备且准确模型的依赖。首先，结合配电网络参数信息，建立了基于约束马尔可夫决策过程的有功无功优化模型；其次，基于原始对偶优化法设计了新型安全强化学习方法，该方法在最大化未来折扣奖励的同时最小化成本函数；最后，在配电系统上进行仿真。仿真结果表明：所提方法能够根据配电网实时观测信息，在线生成满足复杂约束条件且具有经济效益的调度策略。

为提高含高比例新能源主动配电网的故障恢复可靠性，提出一种基于改进萤火虫算法的两阶段故障恢复策略。首先构建了风光储系统模型，减少了风光发电的不确定性对故障恢复的影响；第一阶段采用先广度后深度的组合算法对故障后的配电网进行孤岛划分，该组合算法充分考虑了负荷时变性及用户侧需求，保证了重要负荷被优先恢复；第二阶段采用改进萤火虫算法对配电网重构进行求解，最大限度地保证恢复供电，同时尽可能地减少网络损耗；最后以IEEE33节点配电网作为算例仿真，结果表明所提故障恢复策略能够得到配电网故障恢复最优方案，同时满足负荷用户侧需求，保证重要负荷不断电，提高供电恢复率，降低配电网故障后网损，验证了所述方法的有效性和优越性。

报告主要从主动配电网调控体系，基于在线反馈优化的集群自律运行，自适应协同的集群动态电压制程控制以及基于动态模态分解的集群频率主动制程控制几个方面介绍了从模型驱动到测量驱动的主动配电网运行调控。

为系统把握配电网韧性的理论脉络和发展趋势，采用CiteSpace的可视化分析，揭示配电网韧性研究领域的研究动向。研究发现，国内学者关注提高配电网可靠性、风险评估方法、电动汽车影响、电能质量保障、智能电网建设和储能技术提高等方向；国外学者还同时关注了需求响应、主动配电网和优化配置等，且研究重点逐渐从技术方法转向新兴技术和管理方法。通过关键词聚类分析，概括了国内配电网评估、规划与设计、供电可靠性、新能源并网等四大研究方向，以及国外的人工智能与智能电网、可再生能源、电力系统韧性和可靠性三大研究领域。最后对领域内高被引文献进行了分析，可为领域发展和问题解决提供重要启示。

为提高含高比例新能源主动配电网的故障恢复可靠性，提出一种基于改进萤火虫算法的两阶段故障恢复策略。首先构建了风光储系统模型，减少了风光发电的不确定性对故障恢复的影响；第一阶段采用先广度后深度的组合算法对故障后的配电网进行孤岛划分，该组合算法充分考虑了负荷时变性及用户侧需求，保证了重要负荷被优先恢复；第二阶段采用改进萤火虫算法对配电网重构进行求解，最大限度地保证恢复供电，同时尽可能地减少网络损耗；最后以IEEE33节点配电网作为算例仿真，结果表明所提故障恢复策略能够得到配电网故障恢复最优方案，同时满足负荷用户侧需求，保证重要负荷不断电，提高供电恢复率，降低配电网故障后网损，验证了所述方法的有效性和优越性。

随着“双碳”目标的战略推进，可再生能源在主动配电网（active distribution network，ADN）的大规模消纳提上日程，但受限于调度控制方式和数据交互模式，现有的集中式控制方法无法有效满足分布式能源消纳需求和配电网运行经济性目标。为此，提出了一种基于目标级联法（analytical target cascading，ATC）的主动配电网区域多主体自治协同优化方法，将柔性负荷、分布式电源和储能视为受控单元主体，根据配电网整体的经济性优化目标和微电网区域的局部自治优化需求，设计“ADN主体-节点主体-受控单元主体”的调度框架；并通过ATC处理主体间的共享交互信息，将不同层级的系统解耦为主系统和子系统，达到兼顾整体和局部目标协同优化的效果。最后，通过搭建D9M2和IEEE 33节点配电系统，验证了该方法的有效性。

主动配电网作为解决大规模分布式能源接入及配网优化运行问题的有效解决方案，是智能配电网的发展趋势，引发了国内外学者广泛而深入的研究。本文从主动配电网规划技术、主动配电网运行控制技术、主动配电网供电恢复技术与主动配电网负荷管理技术等相关重点领域出发分析了主动配电网关键技术的研究现状,并阐述了国内外主动配电网示范工程试点情况。