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3.2规划的边界条件
规划就需要制定边界条件,在此边界条件内使得规划的总费用最小。典型的边界条件为:①电压降不得超过允许的限制条件;②导线温度不得超过其承受能力;③导线流过的故障电流不得超过一定的限值;④必须满足保护(如接地故障保护)规定的功能;⑤必须满足电气安全法规,如接地电压的要求。
电网规划方案需要解决以下问题:配电网投资的原因、具体实施地点、时间以及实施内容。
电网规划的基础条件可分为4类:电网的容量需求、可靠性需求、电网设备的机械强度和设备的老化程度,具体内容如下。
1)电网的容量需求。配电网规划的关键内容是负荷预测。负荷具备电量、功率和时间特性等特征,其中包括很多变量,如能效、分布式电源和需求侧响应等。电网的容量需求主要由峰荷确定。通过主动的负荷控制,即对负荷进行直接控制或根据价格进行控制,会影响峰荷的大小。对负荷进行直接控制时,关键的问题在于是由DSO、零售商、终端用户或综合系统信息服务商中的哪方来控制负荷,如果是由电力零售商控制负荷,则从电网的角度来看,可能存在负面影响。类似地,如果由DSO控制负荷,对用户负荷也可能产生一定的负面影响。
2)电网的可靠性需求。电网的可靠性由社会需求、电力用户、发电商,以及分布式电源和储能技术的发展趋势所决定。配电网的发展趋势之一是建设能够抵御自然灾害的配电网,包括农村地区配电网。建设能够抵御自然灾害的电网,其目的是在极恶劣的天气条件(风暴、冰灾、洪水等)下也能保证不间断地供电。在未来,包括传统的网络技术,以及本地发电、储能和切断非重要负荷等手段,将成为在确保不间断供电中起着关键性作用的手段。
3)设备的机械强度与老化程度。设备的机械强度与老化程度,可能是多数电网启动改造的关键因素。对电网进行改造,这既是一项挑战,也是一次对电网进行更新改造的机会。如果电网必须改造,这就为更新电网、实现电网新目标提供了一个经济有效的机会。在这种情况下,电力电子、直流技术和储能的应用,可为满足未来电网发展的需求而提供一种灵活的手段。
3.3规划过程各种任务的相互作用
电网发展和规划之间的相互作用见图4。电网的发展存在诸多挑战,战略规划在其中发挥的重要性不容忽视。如果在电网不同的发展阶段中增加很多新兴技术,则战略规划方案也会相应发生改变,如在电网规划和运行模型中可行的电网优化技术、电网拓扑结构以及参数配置等。在不同的规划方案中,例如分布式电源的规模、电动汽车的数量,制热方法的变化范围(如热泵等)和监管方法的内容等均有多种待选参数。通过战略规划,可得到适用于智能电网发展的各种待选规划方案。在战略规划过程中,关键是要保证规划方案的灵活性,即能快速地适应电网发展变化新情况的能力。
图4 电网发展过程中的规划流程
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