适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及配电网技术领域，更具体涉及一种适用于消纳大规模分布式电源的能 源互联网的实现方法。
【背景技术】：
[0002] 传统配电网多采用"闭环设计、开环运行"的方式，潮流则根据电网拓扑结构的特 点呈现自然分布。但随着大规模分布式电源并网以及更高供电可靠性的需求不断增强，未 来配电网将逐渐发展为具有可再生、分布式、互联性、智能化等特征的能源互联网，实现广 域范围内能源的灵活调度、按需调度和优化调度，满足大规模分布式电源的安全可靠接入 与广域能源共享，保证系统的高供电可靠性以及良好的电能质量和经济效益。
[0003] 对比上述未来配电网的新需求和新特征，现有电网的结构和实现方式存在以下问 题：一方面，现有电网结构不具备能量的合理流动和优化分配的功能，无法实现广域范围内 能源的灵活调度、按需调度和优化调度；另一方面，现有电网闭环运行或大量分布式电源并 网后，短路电流过大，继电保护和安全自动装置无法满足系统安全可靠性要求。
[0004] 由于现有电网的结构和实现方式无法适应未来配电网的新需求和新特征，因此有 必要提出一种能源互联网的实现方法来解决以下两个问题：1)实现配电网中能量的合理 流动和优化分配；2)满足系统的安全可靠性的要求。
[0005] 目前，解决配电网中能量的合理调节和分配问题的现有技术方案主要有以下两 种：
[0006] (1)在不同的区域电网之间设置联络线路，如新加坡"梅花状"的配电网络中"花 瓣"间的联络线路，从而实现区域电网之间的互联，提高系统的供电可靠性。但它仍存在以 下不足之处，一方面区域电网之间只是通过简单的联络线实现互联，潮流仍呈现自然分布， 且无法双向调节、按需调节和快速灵活调节；另一方面，由于区域内存在一些能量无法合理 流动和分配的节点，因此无法实现区域内能源的灵活调度、按需调度和优化调度。
[0007] (2)在原输电线路上加装柔性交流输电（FACTS)装置，解决输电网中局部潮流迂 回等不合理分布的问题。但是，由于网络结构没有改变，FACTS装置只能影响局部潮流分布 的情况，无法解决广域范围内能源的灵活调度、按需调度和全局优化调度的问题。
[0008] 此外，对于电网闭环运行或大量分布式电源并网后短路电流过大的问题，常用的 限流措施是加装限流电抗器，但在减小短路电流的同时也会增大线路的电气距离，产生较 大的电压降，降低电能质量，而且现有配电网中的继电保护方式也难以满足系统的安全可 靠性的要求。
【发明内容】
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[0009] 本发明的目的是提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方 法，解决含大规模分布式电源的闭环运行的复杂配电网中能量合理流动和优化分配的问 题，在满足系统安全可靠性的要求下实现能源的灵活调度、按需调度和优化调度。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案实现：一种适用于消纳大规模分布式 电源的能源互联网的实现方法，该能源互联网为含大规模分布式电源的闭环运行的复杂配 电网，所述方法包括：
[0011] 根据闭环运行配电网的网络结构、负荷特性和分布式电源并网情况，选取配电网 中能量需要优化分配的关键节点；
[0012] 在已选取的关键节点之间优化配置双层次调控联络线，实现潮流的快速灵活调控 和能量的优化分配；
[0013]在闭环运行配电网中配置电气隔离装置，实现闭环运行配电网中短路电流的限制 和故障的隔离；
[0014] 以所述电气隔离装置为边界节点配置就地保护，实现区域故障的诊断、隔离和自 动恢复。
[0015]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述的 能量需要优化分配的关键节点包括：分布式电源的并网点或用户系统的公共连接点、网络 中出现过负荷现象的节点、要求高供电可靠性的一级负荷或二级负荷节点、网络中的电压 薄弱节点或出现过电压现象的节点。通过关键节点的选取能够解决闭环运行配电网中能量 无法合理分配环节严重制约系统供电能力的问题。
[0016]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述优 化配置的双层次调控联络线包括：根据能量最优分配及投资运行经济性的原则通过优化规 划法，在需要实现能源主动调度的供电区域内或区域间的两个以上关键节点之间搭建专用 柔性潮流调控联络线，在需要实现能量自然平衡的供电区域内或区域间的两个以上关键节 点之间搭建简单专用联络线，形成了双层次调控联络线的结构。在含大规模分布式电源的 闭环运行的复杂配电网中，通过所述双层次调控联络线结构能够解决能量合理流动和优化 分配的问题，实现广域范围内能源的灵活调度、按需调度和优化调度。
[0017]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，根据潮 流最优调控要求及投资运行经济性的原则通过优化计算得到所述专用柔性潮流调控联络 线上的柔性配电装置D-FACTS的安装位置和容量。
[0018]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述专 用柔性潮流调控联络线上的柔性配电装置D-FACTS选择统一潮流控制器UPFC或静止同步 补偿器STATCOM或静止同步串联补偿器SSSC或晶闸管可控串联补偿器TCSC。通过D-FACTS 装置能够实现潮流的双向调节、按需调节和可控调节。
[0019]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，确定所 述电气隔离装置的安装位置的过程包括：
[0020] 负荷加权计算，其中，负荷的加权系数根据负荷的重要性确定，一级负荷的加权系 数最大，二级负荷次之，三级负荷的加权系数最小；
[0021] 根据负荷均衡的原则对闭环运行线路划分区段；
[0022] 校验区段间的电气距离是否满足保护灵敏度的要求，若不满足，则重新划分区段 使其电气距离满足保护灵敏度的要求；
[0023]在所述区段分割点处安装电气隔离装置。通过所述过程能够实现不同区段的故障 隔离和短路电流的限制，便于多级保护的配合，保证良好电压质量，还能达到防雷击、防干 扰等效果。
[0024]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述电 气隔离装置的配置原则：供电回路中各个节点的可能流经的短路电流均应满足系统最大 短路电流水平的要求；能够实现系统中可靠有效的故障隔离；能够满足系统安全保护的需 要。
[0025]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述电 气隔离装置包括隔离变压器或电力电子变流装置。
[0026]本发明提供一种适用于消纳大规模分布式电源的能源互联网的实现方法，所述隔 离变压器形式包括无载调压或有载调压或高阻抗或二次绕组分裂的隔离变压器或根据配 电系统的电压及短路电流情况选择两种以上的所述隔离变压器形式的组合。若配电系统电 压无法满足要求，可采用有载调压隔离变压器，保证良好的电压质量，否则，可采用无载调 压隔离变压器；若系统短路电流无法满足要求，可采用高阻抗且二次