適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術領域，更具體涉及一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能 源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法。
【背景技術】：
[0002] 傳統(tǒng)配電網(wǎng)多采用"閉環(huán)設計、開環(huán)運行"的方式，潮流則根據(jù)電網(wǎng)拓撲結構的特 點呈現(xiàn)自然分布。但隨著大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)以及更高供電可靠性的需求不斷增強，未 來配電網(wǎng)將逐漸發(fā)展為具有可再生、分布式、互聯(lián)性、智能化等特征的能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)廣 域范圍內能源的靈活調度、按需調度和優(yōu)化調度，滿足大規(guī)模分布式電源的安全可靠接入 與廣域能源共享，保證系統(tǒng)的高供電可靠性以及良好的電能質量和經(jīng)濟效益。
[0003] 對比上述未來配電網(wǎng)的新需求和新特征，現(xiàn)有電網(wǎng)的結構和實現(xiàn)方式存在以下問 題：一方面，現(xiàn)有電網(wǎng)結構不具備能量的合理流動和優(yōu)化分配的功能，無法實現(xiàn)廣域范圍內 能源的靈活調度、按需調度和優(yōu)化調度；另一方面，現(xiàn)有電網(wǎng)閉環(huán)運行或大量分布式電源并 網(wǎng)后，短路電流過大，繼電保護和安全自動裝置無法滿足系統(tǒng)安全可靠性要求。
[0004] 由于現(xiàn)有電網(wǎng)的結構和實現(xiàn)方式無法適應未來配電網(wǎng)的新需求和新特征，因此有 必要提出一種能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法來解決以下兩個問題：1)實現(xiàn)配電網(wǎng)中能量的合理 流動和優(yōu)化分配；2)滿足系統(tǒng)的安全可靠性的要求。
[0005] 目前，解決配電網(wǎng)中能量的合理調節(jié)和分配問題的現(xiàn)有技術方案主要有以下兩 種：
[0006] (1)在不同的區(qū)域電網(wǎng)之間設置聯(lián)絡線路，如新加坡"梅花狀"的配電網(wǎng)絡中"花 瓣"間的聯(lián)絡線路，從而實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián)，提高系統(tǒng)的供電可靠性。但它仍存在以 下不足之處，一方面區(qū)域電網(wǎng)之間只是通過簡單的聯(lián)絡線實現(xiàn)互聯(lián)，潮流仍呈現(xiàn)自然分布， 且無法雙向調節(jié)、按需調節(jié)和快速靈活調節(jié)；另一方面，由于區(qū)域內存在一些能量無法合理 流動和分配的節(jié)點，因此無法實現(xiàn)區(qū)域內能源的靈活調度、按需調度和優(yōu)化調度。
[0007] (2)在原輸電線路上加裝柔性交流輸電（FACTS)裝置，解決輸電網(wǎng)中局部潮流迂 回等不合理分布的問題。但是，由于網(wǎng)絡結構沒有改變，F(xiàn)ACTS裝置只能影響局部潮流分布 的情況，無法解決廣域范圍內能源的靈活調度、按需調度和全局優(yōu)化調度的問題。
[0008] 此外，對于電網(wǎng)閉環(huán)運行或大量分布式電源并網(wǎng)后短路電流過大的問題，常用的 限流措施是加裝限流電抗器，但在減小短路電流的同時也會增大線路的電氣距離，產(chǎn)生較 大的電壓降，降低電能質量，而且現(xiàn)有配電網(wǎng)中的繼電保護方式也難以滿足系統(tǒng)的安全可 靠性的要求。

【發(fā)明內容】
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[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方 法，解決含大規(guī)模分布式電源的閉環(huán)運行的復雜配電網(wǎng)中能量合理流動和優(yōu)化分配的問 題，在滿足系統(tǒng)安全可靠性的要求下實現(xiàn)能源的靈活調度、按需調度和優(yōu)化調度。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案實現(xiàn)：一種適用于消納大規(guī)模分布式 電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，該能源互聯(lián)網(wǎng)為含大規(guī)模分布式電源的閉環(huán)運行的復雜配 電網(wǎng)，所述方法包括：
[0011] 根據(jù)閉環(huán)運行配電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構、負荷特性和分布式電源并網(wǎng)情況，選取配電網(wǎng) 中能量需要優(yōu)化分配的關鍵節(jié)點；
[0012] 在已選取的關鍵節(jié)點之間優(yōu)化配置雙層次調控聯(lián)絡線，實現(xiàn)潮流的快速靈活調控 和能量的優(yōu)化分配；
[0013]在閉環(huán)運行配電網(wǎng)中配置電氣隔離裝置，實現(xiàn)閉環(huán)運行配電網(wǎng)中短路電流的限制 和故障的隔離；
[0014] 以所述電氣隔離裝置為邊界節(jié)點配置就地保護，實現(xiàn)區(qū)域故障的診斷、隔離和自 動恢復。
[0015]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述的 能量需要優(yōu)化分配的關鍵節(jié)點包括：分布式電源的并網(wǎng)點或用戶系統(tǒng)的公共連接點、網(wǎng)絡 中出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象的節(jié)點、要求高供電可靠性的一級負荷或二級負荷節(jié)點、網(wǎng)絡中的電壓 薄弱節(jié)點或出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象的節(jié)點。通過關鍵節(jié)點的選取能夠解決閉環(huán)運行配電網(wǎng)中能量 無法合理分配環(huán)節(jié)嚴重制約系統(tǒng)供電能力的問題。
[0016]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述優(yōu) 化配置的雙層次調控聯(lián)絡線包括：根據(jù)能量最優(yōu)分配及投資運行經(jīng)濟性的原則通過優(yōu)化規(guī) 劃法，在需要實現(xiàn)能源主動調度的供電區(qū)域內或區(qū)域間的兩個以上關鍵節(jié)點之間搭建專用 柔性潮流調控聯(lián)絡線，在需要實現(xiàn)能量自然平衡的供電區(qū)域內或區(qū)域間的兩個以上關鍵節(jié) 點之間搭建簡單專用聯(lián)絡線，形成了雙層次調控聯(lián)絡線的結構。在含大規(guī)模分布式電源的 閉環(huán)運行的復雜配電網(wǎng)中，通過所述雙層次調控聯(lián)絡線結構能夠解決能量合理流動和優(yōu)化 分配的問題，實現(xiàn)廣域范圍內能源的靈活調度、按需調度和優(yōu)化調度。
[0017]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，根據(jù)潮 流最優(yōu)調控要求及投資運行經(jīng)濟性的原則通過優(yōu)化計算得到所述專用柔性潮流調控聯(lián)絡 線上的柔性配電裝置D-FACTS的安裝位置和容量。
[0018]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述專 用柔性潮流調控聯(lián)絡線上的柔性配電裝置D-FACTS選擇統(tǒng)一潮流控制器UPFC或靜止同步 補償器STATCOM或靜止同步串聯(lián)補償器SSSC或晶閘管可控串聯(lián)補償器TCSC。通過D-FACTS 裝置能夠實現(xiàn)潮流的雙向調節(jié)、按需調節(jié)和可控調節(jié)。
[0019]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，確定所 述電氣隔離裝置的安裝位置的過程包括：
[0020] 負荷加權計算，其中，負荷的加權系數(shù)根據(jù)負荷的重要性確定，一級負荷的加權系 數(shù)最大，二級負荷次之，三級負荷的加權系數(shù)最?。?br>[0021] 根據(jù)負荷均衡的原則對閉環(huán)運行線路劃分區(qū)段；
[0022] 校驗區(qū)段間的電氣距離是否滿足保護靈敏度的要求，若不滿足，則重新劃分區(qū)段 使其電氣距離滿足保護靈敏度的要求；
[0023]在所述區(qū)段分割點處安裝電氣隔離裝置。通過所述過程能夠實現(xiàn)不同區(qū)段的故障 隔離和短路電流的限制，便于多級保護的配合，保證良好電壓質量，還能達到防雷擊、防干 擾等效果。
[0024]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述電 氣隔離裝置的配置原則：供電回路中各個節(jié)點的可能流經(jīng)的短路電流均應滿足系統(tǒng)最大 短路電流水平的要求；能夠實現(xiàn)系統(tǒng)中可靠有效的故障隔離；能夠滿足系統(tǒng)安全保護的需 要。
[0025]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述電 氣隔離裝置包括隔離變壓器或電力電子變流裝置。
[0026]本發(fā)明提供一種適用于消納大規(guī)模分布式電源的能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法，所述隔 離變壓器形式包括無載調壓或有載調壓或高阻抗或二次繞組分裂的隔離變壓器或根據(jù)配 電系統(tǒng)的電壓及短路電流情況選擇兩種以上的所述隔離變壓器形式的組合。若配電系統(tǒng)電 壓無法滿足要求，可采用有載調壓隔離變壓器，保證良好的電壓質量，否則，可采用無載調 壓隔離變壓器；若系統(tǒng)短路電流無法滿足要求，可采用高阻抗且二次