基于分布式能源接入的新一代智能变电站广域分布式架构设计
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发布时间: 2021-03-10
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站内测量装置采用高速采样技术，将电网运行数据的模拟量转换为数字量，存储到嵌入式控制单元并传送至数据处理中心。数据处理中心对数据进行分析、挖掘，计算出电网运行参数：电流、电压、频率、相位、功率因数等。信息采集装置同时采集变电站环境参量，如温度、湿度等，汇集到站内监控系统或调度主站，通过网页实时显示电网及环境运行工况和电参量动态波形。分布式能源兼具间歇性和波动性特点，在对智能变电站的数据规划上，应该约定数据属性，如调控(调度)数据、在线监测数据、同步相量数据、电能量数据、辅助监控数据和生产管理数据等的存储方式、实时性及数据精度，以满足新一代智能变电站后台监控系统对数据的实时性和准确性要求，数据属性约定如表1所示。
3.2 微网核心算法
微电网是以分布式发电技术为基础，以分散型资源或小型电站为主，结合终端用户电能质量管理，采用能源梯级利用技术而形成的小型化、分散式电源和负荷一体化功能网络[12-15]。微网运行时，可通过公共耦合点接入电网;当电网发生故障或检修时，公共耦合点与公共电网切断，自动切换到孤岛运行模式，借助微网的灵活特点实现DER的无缝接入。
微网基本结构如图2所示，电力系统被假定为几条馈线和负载的径向集合系统。径向系统通过分离装置(通常是静态开关，称为公共耦合点)连接到分配系统，每条馈线都包括断路器和潮流控制器，用于监视和控制负载。分布式能源间歇性、波动性和难准确预测等问题可以通过并网与保护技术、储能与通信技术等微网核心算法来解决。
(1)并网与保护技术
可再生能源受地域和气候影响较大，属于随动能源，若直接并入电网势必影响电力系统的电能品质，导致电网波动、谐波污染等问题。若将DER与微网组合再与公网连接，可以大大削弱其对公网的冲击。在DER借助微网并入电网前，要求公共耦合点电压、频率和相角与公网近似相同，实现柔性并网、减小瞬态冲击。微网可向电网提供保护电网系统的参数配置，提供公共耦合点连接状态、无功、相角和频率等实时数据，时刻监控DER并网状态，动态评估DER通过微网并入电网的运行趋势。微网自身的稳定性和可靠性都要优于分布式能源，提高微网渗透率可以减少电力系统的平均停电次数和停电时间，保证系统可靠运行。
为确保微网稳定运行，完善新一代智能变电站的监测机制，提高数据采集和处理精度，实现电网故障智能预警、微网保护及故障迅速定位、隔离和恢复等。将静态开关置于公共耦合点，在公网发生故障或电网检修时，静态开关会自动将微网切换到孤岛模式，根据状态监测信息判断自动恢复与公网的连接指令。
