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蜂巢配電網的構建過程及優勢分析

2024-03-22 03:43謝光龍王旭斌張可心
電力系統及其自動化學報 2024年2期
關鍵詞:蜂巢饋線儲能

謝光龍,王旭斌,朱 琳,張可心

(1.國網能源研究院有限公司,北京 102209;2.天津大學智能電網教育部重點實驗室,天津 300072)

在“碳達峰”、“碳中和”的背景下,我國能源的綠色低碳轉型已站在新的歷史起點上。為了推進能源實現全面、協調、可持續發展,我國政府發布了《新時代的中國能源發展》白皮書和《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》等文件[1]。風能、光伏、水電等可再生能源的大規模應用,替代了傳統的化石能源,為實現碳中和愿景提供了可行途徑,這使得風能和光伏能源等越來越多的分布式可再生能源快速發展和并入電網。新能源、新型儲能、氫能等新型能源技術以前所未有的速度快速發展,各種新模式新形態不斷涌現,成為全球能源轉型變革的關鍵驅動力。在許多國家,可再生能源消費量穩步上升,占到全部能源消費的1/5,可再生能源發電量也在不斷提高,已經超過全部發電量的1/4。而在我國,到2030 年非化石能源在一次能源消費中的比重應達到所有能源消費的1/4左右[2],風電和太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上[3]。

隨著可再生能源的高速發展,配電網必須解決波動性可再生能源和高峰值電動汽車負荷帶來的問題,通過多能流耦合實現低成本儲能(電-氣-熱-氫-甲烷-抽水蓄能等)并且通過直流柔性互聯解決目前電網的頻率和相角問題,增強電網的靈活性。因此在未來的電網發展中,不能忽視分布式接入中壓、低壓配網的可再生能源,廣泛接入的波動性能源使得中低壓配電系統必須實現真正互聯互通。目前已經出現了一些關于未來互聯互通的配電網建設形態的設想,比如:基于儲能的直流微電網[4]、綜合能源局域網[5]、單元控制區域、微網群[6]以及柔性配電網等。而將微網群和柔性配電網相結合,就可以得到基礎的蜂巢有源配電網HDN(honeycomb distribution network)。

直流微電網是一個可以將各種直流輸出源相互連接,并提供高質量電力的系統[7]。隨著可再生能源的發展,新能源發電逐漸成為微電網系統的主導,直流微電網不斷發展成為一種新的微電網技術。儲能技術已經為未來配電網的架構提供了新的發展思路。文獻[8]以基于風力發電機的直流微電網配置為例,提出了3 層電壓分層協調控制策略。每個電力電子轉換器通過監測直流電壓的變化來協調其控制方法,以保持直流微電網在不同運行條件下的功率平衡。每個單元都是獨立控制,互不通信,簡化了控制結構并提高了控制的靈活性。變流器有能力快速響應由各種運行條件引起的直流電壓變化,如風速和負載的變化、交流電網故障等,有能力改善直流微電網系統的穩定性和供電質量。文獻[9]給出了一個設想的未來配電網架構體系,即基于儲能系統的低壓直流微電網,雖然低壓直流微電網和儲能設備的相關技術已經能夠滿足其發展要求,但儲能設備的電能體積比、能量質量比以及壽命方面依舊存在一定限制,采用儲能的直流微電網的技術落地仍面臨著一定的技術問題。文獻[10]提出微網群的概念,未來的配電網可能包括一些微電網,它們每個都可以被視為一個小規模能源區。未來電網一般是智能電網,它滿足了電力基礎設施和智能信息網絡。微電網是電網中的一個部分,它由多個小規模能源區(包括太陽能光伏、風力發電機等可再生能源)、儲能和負載組合而成。微電網的運行方式有兩種,分別是并網和離網。當微電網處于并網運行狀態時,微電網與主電網保持完全或部分連接,這樣微電網就能夠從主電網輸入或者輸出電力,而當主電網受到干擾無法正常運行時,微電網就會切換到離網運行狀態,此時微電網處于獨立模式,同時仍優先向負載供電[11]。

德國為了更好地實現分布式可再生能源消納,形成了蜂巢型廣泛互聯低壓微網群,如圖1所示。

圖1 蜂巢型廣泛互聯低壓微網群Fig.1 Honeycomb-type interconnected low-voltage multi-microgrids

德國的經驗說明,蜂巢型互聯低壓微網群能更好地實現能源區域間調配,實現蜂巢間能量交互;并且蜂巢間通過中壓配網互聯互通,由圖2所示的德國各部門的溫室氣體排放情況可知,基于蜂巢內及蜂巢間的協同控制、能量管理系統能夠實現可再生能源的高效、可靠利用和消納,溫室氣體排放量會顯著降低,帶來巨大的環境效益。

圖2 德國各部門的溫室氣體排放情況Fig.2 Greenhouse gas emissions by sectors in Germany

國內關于蜂巢狀配電網的研究,天津大學王成山院士團隊在2017 年提出,隨著電力電子技術的高速發展,未來配電網可能具有蜂巢狀的結構[12],靈活的柔性互連技術大大改變了主動配電網的運行?;谂潆妼拥娜嵝曰ヂ撛O備基礎,高度互聯的蜂巢狀配電網結構被認為是未來主動配電網發展的一個可行方案。多終端柔性軟開關能夠靈活地連接多個饋線,從而提高系統運行的可控性和供電的可靠性。充分利用柔性軟開關等柔性互連設備還可以實現電網運行的靈活性,其中,運行靈活性被定義為電網有效適應分布式電源高滲透性帶來的各種不確定性并消除其負面影響的能力。浙江大學江道灼教授團隊2019年提出一種關于HDN的結構設想[13]:通過建設一定數量的智能功率/信息交換基站,將孤立的分布式微網連接起來,形成一個互聯互通的整體系統,這個系統就是蜂巢狀有源配電網整體。其中,蜂巢狀有源配電網的所有微電網都是相對獨立自主的個體,無論電網是否出現異常,它們都擁有高供電可靠性、配電方式靈活和容易接入分布式可再生能源等優勢,該構想使HDN的發展具備了牢固的前提。

本文在已有的關于HDN 的研究基礎上,重點分析了HDN 的基本形態以及拓撲結構,并逐步闡述了HDN 的構建過程及用到的關鍵技術,最后分析了HDN 在未來電網構建中的優勢,并對未來互聯互通配電網的形態進行了前景展望。

1 蜂巢狀電網的拓撲結構以及構建過程

1.1 蜂巢狀電網的拓撲結構

蜂窩結構是覆蓋二維平面的最佳拓撲結構。蜂窩是由一個個正六角形排列組合而成的一種結構,而一個蜂巢結構是由多個蜂窩結構組成的,這種結構有著易于擴展、便于交互、靈活構建等優點,在航天、建筑、材料等方面都有著廣泛的應用[14]。而當蜂巢結構應用于電網,實現蜂巢狀有源配電網,更是有著供電可靠性高、配電靈活性大等獨特的優點。

蜂巢狀電網中采用基本的“源、網、荷、儲”配置,其中的分布式電源和負載組成六邊形的微網能量網架[15],如圖3所示,其能量網架被抽象地表示為六邊形,并不嚴格要求這個區域是一個正六邊形。微網應具有一個或多個公共互連點即圖中的交點,地理上相鄰的微網通過各自的公共互連點連接,在公共點可以建設通信基站以及能量監測站等設施,用于監測所連接的微電網的運行狀態,并根據微電網的運行狀態做出所連接的微電網的互通或斷開的決定。簡而言之,每個微網是一個獨立的系統,在主動配電網故障時獨立運行,大大提高了微網的供電可靠性。主動配電網微電網也具有很高的靈活性,可以根據配電網裝置的數量、實際供電區域的大小和供電的經濟性進行優化,例如:在實際應用中,大部分的供電區域建設六邊形的蜂巢狀電網,但根據供電區域的地形、基礎設施等條件,也可以建設一些三角形或四邊形等其他符合實際需求的形狀的微電網。

圖3 蜂巢狀有源電網的拓撲結構Fig.3 Topology structure of heneycomb distribution network

1.2 蜂巢配電網的構建過程

蜂巢配電網的構建需經過點到線到面3 個過程。首先是“點”,蜂巢狀電網中的點代表交直流電網典型應用場景,比如數據中心、充電中心等,根據負荷特點劃分;之后構建“線”,實現電網中的某一些必要的功率傳輸線的連接;最后是“面”,即大部分點之間實現連接,建成數字化信息化網絡,優化配網能量分配。

負荷端、發電端、儲能端三方面都存在典型的直流電網應用場景,都可以作為蜂巢配電網的“點”。負荷端方面,第一有數據中心,如騰訊、阿里這樣的創新型公司,當幾百萬臺服務器同時工作時,數據中心的能源消耗已經占據了公司總支出的較大部分,而數據中心的負荷大多為直流負荷;第二即交通運輸的電氣化,我國正在大力發展節油潔凈的電氣化交通[16],趨勢是航空、陸地、海洋3 種運輸方式均在向電氣化方向發展,如氫燃料電池飛機,比亞迪、小鵬等品牌的電動汽車,它們都是目前應用較為廣泛的電氣化交通工具,也都是直流供電。這兩個應用場景是負荷端最普遍也是最顯著的變化。發電端方面,傳統的能源結構是將化石能源作為主要供給能源,這顯然不符合國家可持續發展戰略的需求,因此必須探尋新的符合當前社會發展的能源結構,比如光伏、燃料電池、風力發電和生物質能等,而這些可再生能源生產形式大都是直流供電。儲能端方面,由于可再生能源這類新的能源生產形式大多存在不穩定性,因此需要配置儲能。而大多數儲能設備都是直流的,如鋰電池、鉛酸電池、超級電容器以及混合儲能設備等。

同時,在蜂巢配電網的“點”中也需要建設一些通信基站以及能量監測站[17],依靠通信基站,蜂巢狀配電網可以實現基站與基站之間以及基站與上級電網之間的雙向通信,高速的雙向通信網絡是確保蜂巢配電網實現資源共享,優化功率分配,建設電力市場的關鍵。這為實現蜂巢配電網的智能化和數字化奠定了堅實的基礎。

“線”的形成即點與點之間通過柔性方式實現互聯,從而建設柔性互聯蜂巢配電網。蜂巢配電網的柔性主要分為節點柔性和支路柔性兩個方面。節點的柔性與電網的剛性特征相對,電網的剛性特征指電網中能量只能瞬間平衡,而節點的柔性通過配置儲能、調整參與需求響應的負載以及接入或斷開電動汽車等可靈活給電網供電的裝置等手段可以改善這種現象。這里的節點主要分為兩類,一類是用戶節點,另一類是連接到柔性互聯裝置的負載或儲能節點。但節點柔性在空間分布上體現出一定的不平衡性,因此需要支路柔性來彌補,而支路柔性主要是利用柔性互聯裝置來實現電網潮流的連續調節。同時,不同電壓等級的互聯節點可以通過電力電子裝置等靈活地連接。

柔性互聯裝置FID(flexible interconnected device)可以看作是蜂巢配電網的頂點設備,是蜂巢配電網的能量分配樞紐,柔性互聯裝置可以在智能軟開關SOP(soft open point)、固態變壓器、儲能裝置、通信裝置等設備的基礎上構建,柔性互聯裝置具有可擴展性,能實現各種不同形式能源的接入?;谥悄苘涢_關實現配網柔性互聯能夠快速、準確地控制自身的功率流動,從而影響所連兩側饋線的功率分布。在常規的聯絡方式中,饋線之間的連接通常是選取斷路器、隔離開關等部件,通過控制開關元件的開/關來改變網絡的拓撲結構,從而控制電網潮流分布;但是在直流柔性聯絡方法中,饋線之間的連接大多是選用大功率電力電子裝置,電力電子裝置可以調節饋線之間的功率流動,從而實現對電網潮流分布的控制以及優化。

在正常運行時,多端智能軟開關可以根據發出的調度指令,在多條饋線之間實現靈活地功率交換[18];故障狀態情況下,如果一條饋線因故障而失效,可以實現多個變流器運行模式的快速平滑切換,保證重要負載的快速轉接。當智能軟開關與儲能聯合時,儲能的緩沖使柔性互聯不再是簡單的功率輸送,而是可以作為瞬時或短期功率平衡電源平滑功率波動,施加更靈活的控制策略。SOP可實現負荷在饋線間的空間轉移,儲能實現的是負荷在時間分布上的轉移,二者相結合可從空間和時間兩個維度上進行優化。

將互聯低壓饋線的柔性互聯裝置成為低壓柔性互聯裝置,將互聯高壓饋線的柔性互聯裝置成為高壓柔性互聯裝置,為了節省空間,距離較近的低壓柔性互聯裝置和高壓柔性互聯裝置可以合并規劃[19],構建柔性直流互聯系統,其形態架構如圖4所示,其中黑色線段表示交流母線;LV 表示低壓線路,電壓等級為380 V;MV表示中壓線路,電壓等級為35 kV;HV表示高壓線路,電壓等級為500 kV;深灰色線段表示直流母線,電壓等級為10 kV。高壓線路與中壓線路通過模塊化多電平換流器MMC(modular multilevel converter)相連,中壓線路與低壓線路通過AC-AC 換流器相連。直流負荷直接通過DC-DC 換流器接入直流母線[20]。蜂巢單元是蜂巢配電網的基本單元,其形態可以是直流、交流或混合微電網,具體可根據負載和分布式電源的類型進行選擇。通過柔性互聯裝置,蜂巢單元可以與其他蜂巢單元或者上級電網實現連接在并網模式下運行,同時也可以獨立運行即處于孤島模式。中壓網絡可以是交流或直流,形成一個多回路的交直流混合配電網。分析中壓交流輻射狀的線路不同時段負載率,計劃可再生能源接入量,源荷不匹配程度、儲能配置區域及對主網輔助調頻調壓調峰的需求,認為有區域互聯、協同互濟需求的區域,配置中壓柔性互聯線路。

圖4 柔性直流互聯系統形態架構Fig.4 Morphological architecture of flexible DC interconnected system

最后,隨著電力電子設備等可控裝置越來越多,蜂巢配電網可以收集信息同時向上反饋進行信息化處理,并引入能量管理系統、調度管理系統、協同控制系統等,最終建設成為數字化信息化的智能電網,形成“面”。

數字化智能化電網以一體化的高速雙向通信網絡為基礎,通過應用先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制技術和先進的決策支持系統技術,保證電網安全可靠高效地運行,并且最大限度地提高環境效益,其主要特點是保證電力市場的高效運行和實現能源資產的優化分配[21]。實現數字化信息化的智能電網,可以通過微電網集群柔性互聯。微電網集群柔性互聯可以將交、直流微電網等不同供電類型進行互聯,也可以實現不同電壓等級的微電網集群大規模接入的互聯。多個微電網在物理層面上實現隔離,但電網互聯處的靈活功率管理使微網集群能夠以穩定的方式共同運行,并且具有高度的靈活性和可控性[22]。在地理位置上相距較近的微電網可以進行微電網集群互聯,通過微網集群,可以對這些微電網進行協調功率管理并且可以實現彼此之間的緊急功率支撐,這可以更有效地解決高比例可再生能源接入、間歇性和波動性的負荷隨機接入等重要挑戰,并且可以提高集群中分布式可再生能源發電系統和儲能設備的能源效率。

同時數字化也是指運營中心的數字化,比如數字化電力交易平臺等,即實現通過數字化的手段提升電網整體的運營效率,降低運營成本。實現運營數字化就要以數字化為抓手,推動能源轉型,提高數字化能力和培養數字化人才,建設數字智能AI和區塊鏈,打造數字化產品和服務,實現數字協同辦公等。

2 蜂巢配電網的經濟優勢及關鍵技術

2.1 蜂巢配電網的經濟優勢

從長期發展來看,互聯的蜂巢配電網一定是更經濟、更高效的。通過建設蜂巢配電網,可以更快地實現以“風光氫儲充+能源耦合+能源數字化”為引領的能源轉型。為促進可再生能源開發利用,我國出臺了一系列可再生能源發展與保障政策,有效保障了可再生能源發電優先并網的需求[23],通過建設蜂巢配電網,可再生能源接入的不確定性逐漸減小,在預設備用容量相同的情況下,與傳統配電網相比,蜂巢電網對可再生能源有更大的消納能力。從技術經濟方面而言,蜂巢能源互聯網能夠保證大規模電動汽車可靠有序充電、大規模分布式光伏高效接入,從而保證供電可靠性,保障電動汽車及分布式電源發展。蜂巢配電網互聯后,棄風棄光現象減少,電網對可再生能源的消納能力提高。并且互聯的蜂巢配電網可以顯著提高環境保護效益,蜂巢配電網中可再生能源代替了大部分化石能源,因此在生產電能的環節中,顯著減少了廢氣的排放。并且通過電網互聯,蜂巢配電網可以根據實際情況進行合理地供電環節轉移,發揮不同地區的不同優勢,從而有效解決空氣污染等環境問題。

目前評價互聯電網經濟性的模型主要有綜合成本效益模型和考慮時空分布的電網運行效益模型[24]。在蜂巢配電網的建設環節,其綜合成本效益主要包含蜂巢配電網實現遠距離輸電的工程成本和建設增加新的發電廠的建設成本。建設成本上,因為貴金屬價格(銅、鋁、硅鋼等)持續上漲,變壓器價格呈上升趨勢,而硅原料及制造成本持續下降,因此逆變器等電力電子裝置價格逐年降低,變壓器價格與逆變器價格對比如圖5所示。并且,在山村等環境條件較差的偏遠地區,電力系統基礎建設相對比較落后,新建發電廠會造成較大重復裝機投資,而蜂巢配電網的功率支撐作用可有效避免該投資,從而降低綜合成本效益;計及時空分布特性的蜂巢配電網運行模型可以大幅度降低可再生能源接入的不確定性,緩解棄風棄光現象,使系統對備用容量的依賴減少。于是,在預設備用容量和負荷均相同的情況下,蜂巢配電網可以有效提升系統對可再生能源的消納能力,保護環境的同時減少了機組運行成本,從而降低電網的運行效益。因此隨著時間的增長,蜂巢配電網的累計經濟效益呈現上升趨勢,如果從全壽命周期的角度考慮,最終的累計收益會遠遠高于前期投入資金。這主要是由兩個因素造成的:一方面是引入全壽命周期后,建設時的投資成本從整個全壽命周期的角度進行分析,并將成本折算到整個生命周期中;另一方面原因是蜂巢配電網消納可再生能源的能力的提高和彼此功率支撐的作用。

圖5 變壓器價格與逆變器價格對比Fig.5 Transformer price versus inverter price

綜上所述,通過建設互聯互通的蜂巢配電網,電網的經濟效益將能夠獲得顯著提升。蜂巢配電網建成后,可再生能源接入的整體不確定性會顯著降低,對可再生能源的消納能力增強,從而獲取了更大的環境效益。同時,得益于蜂巢配電網功率相互支撐的特性,發電廠的建設費用會有效減少,并且蜂巢配電網運行的開停機量和運行成本也會有效降低。

2.2 蜂巢配電網的關鍵技術

與傳統電網相比,蜂巢電網存在明顯的經濟優勢,但因蜂巢電網的形態特征較為復雜,其構建過程中也存在一些仍需攻克的關鍵技術,比如完善通信機制的建立以及如何應用SOP 實現不同電壓等級的靈活互聯等。

完善通信機制的建立是實現數字化、智能化的蜂巢配電網的關鍵一環。蜂巢配電網因其特有的拓撲結構,具有分層分區協調控制、蜂巢單元自治等優良特點,故應采用蜂巢單元之間互聯通信與系統整體通信相結合的通信機制[25]。既要確保最高層調控中心可以實時獲取整個蜂巢電網的運行狀態,便于其進行功率調配以及全局優化,也要實現各個蜂巢單元之間的站間通信,使得各個站點間可以進行功率互濟,從而有利于蜂巢電網平穩運行,當然其執行優先級較低。因此通信基站需要具有調頻輔助服務、參與阻塞管理、參與電力調峰等能力,并且具有同時參與多種需求響應應用場景的潛力,這將是未來的研究重點。

蜂巢配電網需要將各個電壓等級的饋線進行互聯,因此對SOP裝置柔性互聯能力的靈活性及適用性要求較高,理想的SOP裝置可以充分發揮高電壓等級饋線的供電能力,有效實現各個電壓等級饋線之間的功率流動,從而實現相連饋線或站點間的相互支撐作用[26]。連接多電壓等級的SOP 裝置對容量以及變比的要求降低,而關鍵問題是如何在中壓配網層面實現多電壓等級的靈活接入,以及在不同電壓等級間的雙向可控功率交換能力。蜂巢電網復雜的拓撲結構就要求SOP 裝置的裝備實現技術更加先進,比如不同電壓等級的電氣隔離問題、直流環節的結構設計問題以及SOP 裝置的協調控制問題,均有待進一步的研究與探索。

除此之外,目前構建互聯互通配電網的關鍵性瓶頸在中壓直流電網。如何完成中壓配網的蜂巢狀轉化,實現中壓互聯設備成本降低、體積下降的目標,以及如何選擇中壓互聯設備/網絡的直流電壓等級,解決多重耦合問題的多配網主動裝置協同控制問題等都是目前亟待解決的研究重點。為了更好地實現分布式可再生能源消納,蜂巢型電網應廣泛互聯低壓微網群;同時蜂巢間通過中壓配網互聯互通,其中,中壓直流電網需實現全電力電子化,確保其是主動可控的;區域內呈蜂巢環網狀,多電力電子柔性互聯裝置協同控制實現多目標需求,當然每個區域間也通過直流互聯,提高效率。

3 蜂巢配電網的廣闊前景

隨著國內5G 相關技術的快速發展,中國通信智能基站的相關技術已處于國際前列[27],技術的進步使得單位流量的價格大大降低,并且通信速度、服務質量等都大幅度提高。因此,相信在未來,隨著通信基站不斷實現大容量、低時延的通信要求以及更低價格、更高性能的通信設備的投入使用,蜂巢狀配電網的優越性與經濟性將逐步凸顯。

為了適應多電壓等級供電場景下的柔性互聯需求,目前SOP的發展正在逐漸實現多元化。在常規饋線柔性互聯的基礎上,逐步滿足多線供電、多電壓等級供電、多級變電站互聯、儲能輔助調節等不同場景下的柔性互聯需求。隨著SOP 裝置的柔性互聯能力以及適應性和靈活性的不斷增強,建設互聯互通蜂巢配電網的技術支撐逐漸可靠。

通信技術以及SOP 相關技術的日益成熟不斷推進了蜂巢電網的發展。在互聯電網實際構建中,應分為“理論研究—形態構建—過渡策略—原則制定—實證應用”五大階段,以“經濟性好、落地性強”為原則,開展蜂巢新型能源互聯網結構及應用研究?;诜涑矁燃胺涑查g的協同控制、能量管理系統能夠實現可再生能源的高效可靠利用和消納,為可再生能源全面替代化石能源提供可能性。

綜上所述,隨著技術的發展以及經濟政策的推動,基于目前國內配電網形態,可以先逐漸將現有配電網通過柔性直流的形式互聯起來,使來自各個變電站的配電線路實現合環互濟、功率可靈活控制的在線合環運行,以此提高每個配電區域內配電網的潮流調控能力,實現配電變壓器間的負載均衡,從點到線再到面,最終建設成為互聯互通蜂巢電網。

隨著蜂巢配電網的建成,也會出現一些新的能源共享模式,比如自給自足、鄰里售電、社區共享等[28],如表1所示。其中:自給自足是指區域內電能自發自用,微網內實現發電及消納;鄰里售電是指社區用戶共同成立能源共享社區,作為發用電市場參與主體,社區內新能源發電、儲能實現點對點交換、供應或共享;社區共享模式是指社區用戶共同成立能源共享社區,作為發用電市場參與主體,社區內新能源發電、儲能實現點對點交換、供應或共享,電力公司與共享社區簽訂合約,提供保底供電。

表1 蜂巢電網背景下的多種商業模式Tab.1 Multiple business models in the context of HDN

這些商業模式基于蜂巢電網背景下的互聯共享交易,未來將是一個多方參與互動的體系,各個參與主體既是能源提供者,又是消費者,從而推動實現綠色電力共享,為實現雙碳目標提供可能。同時,政策環境與電力市場的發展是息息相關的,因此政府應當出臺一系列扶持政策,比如全面引入招標競爭制度,以電力市場為引導,以多能協同為手段,最終形成成熟開放的電力市場模式。光伏、風電等成熟可再生能源發電模式全面進入競爭性電力市場,為了增加競爭力和收益,部分可再生能源電站開始自主配置儲能。當競爭全面引入可再生能源市場,現貨及輔助服務市場日趨成熟,其電價會遠高于常規批發零售市場,進一步實現棄煤目標,依賴天然氣、抽水蓄能及各種形式的儲能代替煤電。

4 結 語

隨著光伏、風電等可再生能源的快速發展,廣泛接入的可再生能源使得配電系統必須實現真正互聯互通,蜂巢結構的互聯配電網形態顯示出來巨大優勢。遵循“點-線-面”原則,最終構建形成互聯互通的蜂巢配電網,建設出的互聯的蜂巢配電網是經濟、高效的,蜂巢配電網互聯后,棄風棄光現象減少,電網對可再生能源的消納能力得到提升,能夠保證大規模電動汽車可靠有序充電、大規模分布式光伏高效接入,從而保證供電可靠性,保障電動汽車及分布式電源發展。在蜂巢型配電網發展過程中,也存在一定的問題,比如,如何完成中壓配網的蜂巢狀轉化,解決多重耦合問題的多配網主動裝置協同控制問題等,這也是真正實現配電網互聯互通的研究重點。

致謝:本文由國網科技項目支撐高比例分布式資源的配電網形態與管控體系構建技術研究的贊助,特此感謝!

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