运行控制

分布式电源，新元件接入配电网，对配电网运行与控制造成广泛的影响。分布式电源高渗透率配电网的潮流控制解决方案尚不成熟，需要进行测试与验证。基于组态方式构建的配电网仿真试验系统，对配电网运行控制技术的理论、设备、方法进行验证具有重要意义。

报告主要分为“传统配电网面临的挑战”、“现代配电网的关键技术”、“未来配电网的发展展望”三部分。总结提出：传统配电网面临的挑战主要包括不断提高供电可靠性；不断提高电能利用效率；不断提高电网资产利用率；主动应对大规模分布式电源接入；主动应对大量电动汽车充电站/桩接入等五大方面。现代配电网的关键技术主要包括现代配电网的优化规划技术；先进运行控制与管理技术；应对复杂性与不确定性技术。

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。

围绕数字配电网边缘计算实验平台建设问题，构建了数字配电网边缘计算模拟平台的三层式架构，设计了模拟实验平台各物理环节功能以及通信环境。针对边缘计算软硬件平台核心技术问题，围绕配电网运行控制需求提出了具体可行的模拟实验解决方案。以边缘侧就地电压控制为例，基于实验平台各个环节构建运行场景，验证了平台的功能可行性和有效性。

本项目提出的一种适用于新能源微电网的智能故障诊断方法，采用先进的人工智能技术，同时具备实现微电网内部故障诊断功能和外部故障诊断功能，集成了风力发电系统的齿轮箱、滚动轴承、发电机、变流器等风力发电系统的故障诊断一体化功能，提高了微电网和新能源的运行控制技术和管理水平，降低系统运行故障率，实现智能运维和故障预警，为节能减排和环境改善具有较大的推动作用。若该技术在行业被全面推广，具有广阔的应用前景和经济社会效益。

微电网系统通过风、光、储等多类型分布式电源之间的互补协同开发提升分布式可再生能源并网的友好性，是解决分布式可再生能源消纳和提高用户供电可靠性的有效手段，也是我国建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的必要途径。日前，对于微电网技术成果多聚焦于微电网系统建设运行全链条环节中某个独立领域，缺乏系统性的技术研究成果，导致微电网系统的规划、建设、运行及关键设备研发等层面相互割裂，带来了微电网系统投资成本高、投资回收期长、运行控制难度大、供电电能质量难以保障等一系列问题。 本成果先后在多个微电网工程中进行了推广应用，显著提升了区域内供电可靠性和供电电能质量，增强了分布式可再生能源消纳能力，同时延缓/降低电网设施投资，有力推动区域能源消费结构升级；项目牵头单位依据项目成果获批“山东省分布式发电及微电网工程试验室”，推动相关技术成果的进行产品转化，累计新增销售额3.19亿元，新增利润7570万元，显著带动我国分布式发电及微电网领域相关高新技术产业发展。

微电网技术具有许多优点,然而微电网中的分布式电源自身的不稳定性将导致微电网的运行控制困难。针对此问题,提出了分层控制方法。这种控制方法将分层控制分为三层,每一层独立完成自身的控制任务,通过通信通道向下层传达命令,且传达命令过程中不会影响系统的稳定性。基于下垂控制方法,微电网分层控制的第一层为分布式电源和负荷控制,第二层为在第一层控制信号基础上的频率和电压幅值控制,第三层为微电网功率和主网功率控制。利用Matlab/simulink对微电网接入主电网进行建模仿真,结果表明分层控制方法能够较好地实现对微电网的控制。

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。

随着规模化的分布式新能源、储能及新型电能替代负荷接入配电网络，传统配电网角色已从单一的电能供给网络逐渐演化为区域资源优化配置平台。然而，现阶段尚缺乏支撑海量分布式资源管理与协同运行控制技术体系,限制了配电系统资源优化配置能力的发挥。本报告提出一种基于灵活组网运行与多端口柔性组网设备的物理及运行形态，从分层自组织架构设计、拓扑优化运行手段、柔性互联及交直流组网支撑设备等方面介绍团队研究成果，为新型配电系统分布式资源管理与高质量运行提供系统性的解决方案。