分布式能源消纳

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“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。

本文从发展背景、影响分析、应对技术三个方面阐述了分布式能源接入配电系统的影响与技术要求，其中影响分析章节，作者从分布式能源消纳承载能力、配电网运行安全、配电网能效三个方面详细的阐述了大规模分布式能源接入配电网后对配电网的影响。应对技术章节则通过技术与实际案例相结合的方式，阐述了分布式能源接入配电系统后产生的问题处理方法。

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。 项目团队针对上述难点开展攻关，历时 7 年发明可扩展闭环同步的多类型配电终端检测技术，研制了多间隔同步输出的配电终端检测平台；提出无静差反馈控制与分段插值校正方法，研制了 1kA 大电流动态相位偏移不大于 0.05度的故障指示器检测平台，解决了配电终端与故障指示器的全自动闭环规模化检测难题。发明了配电终端现场一体化自动闭环故障诊断方法，研制了诊断系统和装置，实现了配电自动化现场测量准确性校验与故障诊断一体化，自动进行配电终端各模块的故障诊断，单个终端的故障诊断时间不超过半小时，解决了配电自动化终端设备现场运维的难题；首创配电网馈线自动化形式化描述和验证方法，研制了主站与二次协同注入馈线自动化测试系统，验证场景覆盖率从不足 50%提高到 100%，解决了馈线自动化控制算法逻辑正确性验证以及系统性现场测试的难题，实现全部接线方式与运行方式下馈线自动化的测试验证和性能评价；发明并研制了基于信息物理融合的主动配电网实际场景硬件在环仿真控制测试平台，打通数字仿真模型与实际测控终端高速通道，仿真规模从常规 50 条馈线提高到 1000 条馈线，解决了多类型新能源接入规模化配电网协同交互控制策略的测试与验证难题。 项目授权发明专利 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%。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。

本报告主要介绍了微电网与微电网群的概念、微电网与为能源网的概念和区别，微电网技术与分布式能源消纳的关系，以及国网山东省电力科学研究院在相关工程中获得的经验。