1 引言
智能电网已成为新一代智能变电站的发展方向,我国正处于国家电网2020计划的全面建设阶段[1-2],到2015年底,基本建成坚强智能电网,具备接纳和优化配置大型火电、水电、风电、核电和其他可再生能源电力的能力,完成重要区域枢纽变电站的智能化建设和改造任务[3-5]。分布式能源具有便捷和本地部署方便等特点,易将其直接融入到智能变电站运行中。智能变电站在站内设备、层间通信与运维管理等方面取得较大进展,但厂站对主站的支撑能力仍有待提升,尤其是在电网新业务融合等方面还需进一步改进。
为提高变电站支撑主站新业务的应用能力,本文以分布式能源接入为研究对象,建立面向广域分布式架构的智能变电站应用体系,依托微网核心算法将分布式能源接入业务下放至变电站,通过业务融合与平台解耦,提高站级业务平台的开放性和扩展性,满足不同专业对数据深度分析和利用的需求,促进智能电网新业务高效、可靠地融入变电站,提升新一代智能变电站“即插即用”技术水平[6]。
2 分布式能源概述
分布式能源(Distributed Energy Resource,DER)以气体燃料为主,可再生能源为辅,可就地实现热、电、冷三联供电。利用小型化设备向用户提供梯级能源的新能源利用方式,实现能源的最大化利用[7]。
与传统集中式能源相比,DER多靠近负荷中心,可简化能源输送环节,降低线路损耗,减少输配电建设成本。DER还可实现发电、供热、供冷等多种服务功能,能够有效地实现能源综合梯级利用[8]。
目前,国内外有多种DER应用方式,包括独立运行、组成微网与公网连接、直接接入用户内部网络或直接接入电网等4种方式[9],本文以DER通过微网接入电网方式来研究新一代智能变电站构建基于分布式架构的DER配置策略。
我国规定200kW及以下分布式电源接入380V电压等级电网;200kW以上分布式电源接入10kV(6kV)及以上电压等级电网[10]。因此,分布式能源接入主要集中在配网领域。对变电站和调度主站而言,分布式能源通过10kV(6kV)~35kV电压等级的分布式能源站来接入电网。
3 新一代智能变电站的分布式架构及功能流程
3.1 数据要求
分布式能源的接入,改变了传统变电站的数据流向及监测模式。在新一代智能变电站的分布式能源接入中增加动态数据处理模块,通过数据同步、数据辨识、数据分析和数据实时贮存等环节,实现对站内数据动态监测与分析评估及对分布式能源接入的实时跟踪[11]。变电站数据处理流程如图1所示。