主动配网技术促进分布式电源高效利用
提高对绿色能源的兼容性，友好集成高渗透率分布式电源
中国电力报 中电新闻网见习记者 白明琴
近日，由中国电器工业协会、中国电工技术学会等联合主办，隆高展览（上海）有限公司承办的“第17届中国全电展”在上海新国际博览中心举行。展会同期举办了“能源互联网++电力电工装备技术”论坛，围绕智能电网技术、新能源并网运行技术等共同探讨能源的新发展和新机遇。在此次论坛上，华北电力大学教授、博士生导师李鹏发表了以主动配电网技术为主题的演讲，成为与会专家关注的焦点之一。
当前，随着新能源和可再生能源发电项目持续推进，大量分布式电源接入电网，对传统配电网带来了巨大挑战。“高渗透率分布式电源接入，导致配电网潮流双向流动和潮流的不确定性，其无序接入又导致配电网出现电压越限、短路电流增大、供电可靠性降低、电能质量恶化等问题。”李鹏表示，主动配电网技术为分布式电源接入配电网提供了一种优良的解决方案，为满足智能电网对分布式电源的并网运行要求提供了技术保障，发展主动配电网技术势在必行。他介绍说，目前，美国、欧盟、日本等多个国家和地区都在开展具有创新性的主动配电网项目研究及示范工程建设。
友好集成，提升配电网智能化水平
2008年，国际大电网会议的配电与分布式发电专委会C6项目组发布了 《主动配电网运行与发展》研究报告，正式提出了主动配电网 （ActiveDistributionNetwork,ADN）概念。主动配电网是通过利用可调节的资源和灵活的网络拓扑结构来管理潮流，以便对局部的分布式能源进行主动控制和主动管理的配电系统。
“分布式能源基本构成包括分布式发电、储能和可控负荷等。为实现分布式电源与配电网友好集成，提高分布式电源接入配电网的渗透率和优化经济运行水平，更好地满足用户对电能质量、供电可靠性的更高要 求，主动配电网技术应运而生。”李鹏介绍。
事实上，主动配电网是未来智能配电网的一种发展模式。主动配电网技术能够 “主动”对分布式电源和负荷进行分析和预测，通过调用配电网中的可调节资源，灵活地改变网络拓扑结构，消除分布式电源对配电网带来的影响，实现分布式电源的高效率利用。
“为此，它能够提高配电网对绿色能源的兼容性，有效、友好地集成并支持高渗透率的分布式电源，充分发挥分布式电源和主动负荷的作用，最大限度地减少对主网的容量需求，且能够为电网提供调频和电压无功控制的帮助。”李鹏表示，主动配电网技术还具有良好的自愈能力，能够显著提高供电质量，在舒缓配电网升级投资的前提下，有效提升配电网的智能化水平。
治理电能质量，建绿色友好供用电
然而，主动配电网技术应用也面临着更加复杂的电能质量问题。一方面，分布式电源和非线性波动性负荷种类复杂多样，特别是风力、光伏发电输出功率具有波动性、随机性、间歇性等特点，常导致主动配电网内的电源与负荷之间功率难以平衡，频繁出现电压波动、暂降、突升等电能质量问题。另一方面，如并网逆变器、固态开关等电力电子设备的大量应用，加重了主动配电网中的电压与电流谐波危害程度。
“总之，主动配电网技术应用所面临的多种电压、电流质量并存的电能质量问题更加复杂、突出，迫切需要一种综合治理技术。”李鹏认为，统一电能质量控制器（UPQC）便是理想的解决方案之一。
UPQC是定制电力技术中功能最强大的电能质量综合补偿装置，由串联、并联和储能单元组成，其中串联、并联单元可以解 耦后独立运行，实现各自功能，也可以联合运行实现统一的综合功能，“因此，在主动配电网技术应用中采用UPQC，能够为破解复杂的电能质量问题提供优良的综合治理手段，同时为实现智能电网的定制电力功能提供可靠的关键技术支撑。”李鹏说，目前UPQC装置比较昂贵，而静止无功补偿器（SVC）、无源电力滤波器（PF）已经推广应用，因此可以充分发挥这些装置的特点，将SVC中的先进晶闸管投切电容器组、PF与UPQC有机结合构成经济实用型UPQC。
李鹏认为，经济实用型UPQC能够为主动配电网技术应用中的电能质量综合治理提供技术保障。“总之，在UPQC的作用下，主动配电网对于用户是一个高可靠性、高质量的理想绿色电源；用户对主动配电网来说是一个合格的用户，从而构建成绿色、友好的供用电环境。”他表示。
王萍