武汉大学：2024新型配电系统灵活性提升技术研究报告_42页_5mb

报告摘要

新型配电系统灵活性提升技术研究总结

背景与意义

配电系统作为新型电力系统的关键组成部分，具备区域能源协同和供需深度互动的能力，支撑大规模分布式能源接入，满足多样化负荷的供电需求。随着高渗透率分布式发电、电动汽车和虚拟电厂的快速发展，源荷不确定性显著增加，对配电系统的灵活性提出了更高要求。提升配电系统的灵活性是应对这些挑战、实现低碳化转型的重要手段。

配电系统的灵活性

配电系统灵活性指的是在一定时间尺度下，通过柔性控制和拓扑灵活切换，以经济可靠的方式快速响应分布式电源及负荷不确定性变化的能力。其提升有助于实现系统的安全、稳定和经济运行。

配电系统灵活性提升技术

灵活性资源规划

多元灵活性资源协同规划
- 目标：优化系统中多元柔性资源布置，平抑源荷不确定性，实现系统安全、稳定、经济运行。
- 实施路径：分析灵活性需求场景，构建灵活性评价指标，建立双层规划模型（规划配置层和优化调度层）。
不确定性源荷承载力分析
- 承载力评估需考虑安全运行、供电质量、运维检修、规划建设等因素。
- 实施路径：建立网络演化关键指标体系，基于图论对网络进行抽象化，模拟负荷与新能源增长，获取形态转变的关键时间。
柔性互联装置选址定容
- 目标：研究满足大规模分布式资源接入需求的配电装备优化布局方法。
- 实施路径：考虑多优化目标，建立含柔性配电装备的系统运行模型，优化配置方案。
电能路由器配置
- 目标：降低配网电压偏差和运行成本。
- 实施路径：提出电能路由器配置策略，构建“聚散”运行场景架构，分析柔性资源接入对消纳需求的影响。

灵活性资源运行与控制

分布式电源短期预测
- 问题：光伏/风力短期功率预测精度较低。
- 解决思路：研究变分模态分解和梯度提升树融合集成算法，提升预测精度。超短期功率预测月平均误差为5.77%。
光伏、储能与需求响应协同运行
- 调峰策略：省级控制中心生成调峰需求，区域控制中心执行分钟级AGC控制。
- 电压调节：通过AVC控制分布式光伏输出，实现无功电压调节。
交直流混合系统优化调度技术
- 问题：如何协同调节交流和直流配电线路潮流，实现系统级优化运行。
- 解决思路：利用直流配电线路灵活潮流可调技术优势，开发自动闭环多目标潮流优化调度软件，提升运行经济性与安全性。
软件定义组网技术
- 目标：综合考虑网损和电压偏差，寻求最优运行方式和网架结构。
- 实施路径：建立交直流配电系统拓扑优化模型，通过软件定义实现源网荷储的灵活调节和拓扑灵活切换。
电力设备动态载流能力评估
- 目标：分析多工况下配电设备的动态载流能力滚动预测。
- 实施路径：结合热点温度在线辨识数据，考虑设备热容量和运行工况，提出设备动态载流安全校正控制优化模型。

设备灵活控制

软件定义设备技术
- 目标：通过硬件结构与软件功能解耦，实现不同设备功能的灵活切换。
- 实施路径：研制模块化多端口统一配电装备，具备变压分流、潮流控制、构网控制、电能质量治理、故障隔离与恢复等功能。
逆变器灵活控制技术
- 问题：传统跟网型变流器需电网提供频率电压基准，稳定性差。
- 解决思路：研究构网型储能技术，构网型储能可提供动态频率和电压基准，支撑分布式配电系统灵活组网运行。