合肥工業大學、國網安徽省電力公司經濟技術研究院的研究人員丁明、石雪梅，在2015年第1期《電力建設》雜志上撰文，基于對國內外關于主動配電網(activedistributionnetwork，ADN)相關研究以及分布式發電對傳統配電網影響的深入分析，從負荷預測、規劃設計和運行控制這3方面對分布式新能源接入主動配電網產生的系列影響開展了討論，提出含分布式新能源的主動配電網一次網絡與能源交換網絡布局設計理念以及將大數據技術應用于主動控制系統的設想，同時進行了基于大數據技術的主動控制體系設計、大數據信息采集體系設計和含新能源的主動配電系統(activedistributionsystem，ADS)規劃系統設計。

隨著分布式光伏、風電、生物質等新能源接入以及電動汽車充放電站的逐漸普及，使得傳統配電網在運行的靈活性、安全性和經濟性等方面都面臨更大的挑戰[1]。國民經濟的快速發展對配電網提出了安全可靠、優質高效、靈活互動的三大目標，其核心是要求配電網具有更高的供電可靠性和自愈(重構)功能，以最大限度減少供電故障對用戶的影響。傳統配電網向主動配電網(activedistributionnetwork，ADN)模式的過渡和發展已勢在必行。

CIGREC6開展“分散發電對電力系統的影響”研究始于90年代后期，國內對主動配電網(亦稱“有源配電網”)研究開展較早并有相關文獻發表。目前國內外研究配電網的文獻主要分四類[2-14]:

第一類主要是研究分布式電源、電動汽車等對傳統配電網的相關影響，主要包括規劃模型、繼電保護，自動重合閘控制、電能質量、網絡損耗與無功優化、故障定位與孤島檢測、可靠性評估策略、智能電網管理與控制，智能微網技術控制等;

第二類是主動配電網的概念及研究框架，即主動配電網定義，主動配電網與傳統配電網、微電網、智能電網三者之間的差別，主動配電網示范工程建設進展等;

第三類是主動配電網運行控制，源于對主動配電網體系本身尚未形成清晰統一的認識，因此該類研究文獻大多是對電壓控制、負荷控制、配網優化規劃算法層面的改進等;

第四類文獻對主動配電網規劃問題、主動配電網技術可行性研究方面進行了一些探討。而對于分布式新能源的接入對主動配電網的影響方面的研究成果較少。

本文通過對國內外主動配電網相關研究以及分布式發電對傳統配電網影響研究的深入分析，從負荷預測、規劃和運行控制三方面對分布式新能源接入主動配電網產生的影響開展討論，提出含新能源的主動配電網一次網絡與能源交換布局設計理念，并提出將大數據技術應用于主動控制系統的設想，進行了基于大數據技術的主動控制體系設計和含新能源的主動配電系統(activedistributionsystem，ADS)規劃系統設計。

1主動配電網技術的發展(略)

1.1主動配電網概念與特征

1.1.1主動配電網概念發展

1.1.2主動配電網的特征

ADS是當分布式新能源大規模接入配電網后，以“分布式新電源-配電網-用電負荷”三元結構為特征的一種新配用電技術。與傳統配用電二元結構不同的是，ADS技術能夠“主動”對分布式電源的性能進行分析和預測，并結合部署一些可控的分布式資源進行控制和管理，以消除分布式能源的不確定性對電網帶來的影響。

鑒于以上功能實現要求，ADS應具備以下4個特征：(1)有可控的分布式資源;(2)有較為完善的可觀可控能力;(3)有實現協調優化管理的控制中心;(4)有可靈活調節的網絡拓撲結構。

ADS具備可觀性、可控性以體現主動性。“可觀性”體現在ADS控制中心可監測主網、配電網和用戶側的負荷和分布式電源的運行情況，在此基礎上預測其發展狀態，提出優化協調控制策略;“可控性”體現在對分布式電源、儲能、負荷等的靈活有效控制，當優化協調控制策略制定出來以后，控制中心能夠有效執行。

ADS的“主動性”體現在能預判有可能出現的危險并制定應對策略，通過控制中心有效執行，而不像傳統配電網只能在故障發生后才被動采取措施。

1.2主動配電網技術發展概況(略)

近年來國內外ADS的相關研究成果主要包括：優化規劃、運行控制、無功與電壓管理、可靠性、繼電保護、需求側管理、虛擬電廠等方面。

1.3新能源接入對ADS的影響

1.3.1對配電網負荷預測的影響

傳統配電網負荷預測以預測規劃期內本供電區內所有用戶負荷增長的最大需求為目標，通常不考慮新能源接納。大量分布式新能源的接入使得負荷預測的復雜程度和難度進一步加大。含新能源接入的ADS負荷預測可分為3個部分：

(1)預測規劃期內本供電區域內新能源分布與發展規模;(2)調研并分析本供電區域內用戶的用電負荷特性與變化規律，預測與可再生能源發電特性相匹配的負荷規模與分布;(3)預測供電區域內的動態負荷雙向需求波動區間。

1.3.2對ADS規劃的影響

大量分布式新能源接入使得ADS規劃在基礎數據管理、規劃思路與目標、網架布局結構及通信自動化等方面都需要重新統籌。國家電網公司目前所用的《配電網規劃設計導則》、《配電網規劃設計手冊》可能都需要在現有基礎上重新進行修訂。

ADS技術的首要任務就是要優先解決新能源消納問題。這一目標的實現給配電網規劃提出了更高更深的研究課題。因此在大量分布式新能源接入條件下，如何使“源、網”在中低壓層面實現協同規劃、一次系統與通信自動化、自動控制等二次系統能夠有效實現“主動控制”的協同規劃是ADS規劃的重心。

主動配網規劃需要綜合考慮變電站、網架、分布式新能源發電、需求側響應、環境影響效益等目標，尤其是在規劃布點、目標架構及具體設備選型等方面都將與傳統配網規劃差別較大。更重要的是含新能源的ADS規劃在考慮配電網絡構建的同時還要考慮運行控制問題，即實現“主動控制”功能，與傳統的配電網規劃相比，ADS規劃要復雜得多。傳統配電網規劃與ADS規劃的對比見表1。

1.3.3對運行控制方面的影響

ADS的運行控制需優先解決新能源間歇性波動對配網電壓調節和功率平衡問題，其次是新型保護配置問題，再次是靈活的網絡重構問題。ADS電壓調節可以通過先進的電力電子裝置與自動監測控制系統實現，功率平衡問題可以通過新型能源交換中心實現;而新型的保護裝置與傳統保護裝置相比至少具備同步監測、逆向電流監測、不平衡狀況監測、異常潮流監測和恢復供電監測等功能，這些新增功能基本可以實現ADS主動保護作用。

只是配網拓撲靈活重構實現起來難度較大[56]。自動實現配網重構是ADS主動控制任務之一。配網重構分正常運行重構和事故重構。正常重構是在檢修狀態或者正常運行狀態下，為滿足網損最低或電壓質量最佳，通過通斷開關，改變網絡拓撲，以實現正常供電，通常調度指令可以通過“三遙”操作或手動操作實現。

而故障重構是在配電網發生故障停電后，恢復供電時優化供電路徑和供電范圍，達到減少停電損失，保證電壓質量，保障重要用戶供電。基于配電網絡系統中有大量的開閉所、環網柜、分段開關與聯絡開關、閘刀、熔斷器、保護及自動裝置等一二次設備，如何在較短的時間內自動隔離故障，實現最優供電模式的優化則是ADS技術面臨的最大挑戰。

2含新能源的ADS體系設計構想

基于前述影響的存在，本文嘗試提出一種含新能源的ADS規劃系統設計、ADS一次網絡與能源交換布局設計、基于大數據技術的主動控制體系設計構想，以期為ADS的研究提供參考。

2.1含新能源的ADS一次網絡與能源交換布局設計

構建ADS、建立能量管理中心和能源互聯網，最大限度地增加可再生能源滲透，以實現局部區域能源優化配置和高效利用，將ADS建設成為本供電區域內各類能源交換的中心。ADS一次網絡與能源交換布局設計如圖3所示。

2.2含新能源的ADS規劃系統設計

含新能源接入的ADS規劃依然是包括一次架構、二次系統規劃，只是涵蓋的具體內容有所不同。其中一次系統架構規劃新增主動負荷規劃(首先區分需要主動控制的負荷、非主動控制負荷)、虛擬電廠規劃，儲能系統規劃，其中虛擬電廠規劃是ADS規劃應該充分考慮的內容，需要“電源-電網”在配網層面充分協調，一次系統布置與二次系統控制、一二次系統與能源交換中心充分協調才能完成。

二次系統規劃則差別較大，傳統的保護、通信、自動控制系統規劃已不能適應ADS關于主動控制的要求，需新增AMI規劃與分層控制規劃，應根據需要主動控制的負荷區域布置高級量測系統、開展分層控制規劃與策略制定等。含新能源的ADS規劃體系設計如圖4所示。

2.3基于大數據技術的主動控制體系設計

以SCADA和高級量測系統AMI為支撐，采用大數據技術[57-58]，構建ADS控制中心，構建的主要思路是采取分層控制、分布式交互、分層決策。具體分層控制體系設計見圖5，信息采集架構設計見圖6。

3結語

為適應新能源的大量消納，ADS是未來配電技術發展的方向，本文在國內外研究的基礎上對分布式新能源對配電網的影響、ADS技術的發展進行了分析，進而從多方面探討新能源接入對ADS的影響。

同時，本文提出含新能源的ADS主動控制體系設計構想，主要包括含新能源ADS一次網絡與能源交換布局，基于大數據技術的信息采集架構以及ADS規劃系統設計，以期為ADS的研究提供參考。