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复杂不确定性的有效应对需要配电网具备更强的可控性和灵活性[12G13] . 从发展历程来看,配电网的形态演化过程也是可控能力不断提升的过程. 对高级形态配电网来说,其可控性需要达到很高水平,但由于现有配电技术理念和方法的局限性,实现对系统内多源海量可控资源的有效统筹与优化仍十分困难,导致系统的可控性无法充分转化为系统运行的灵活性或适应性. 特别是随着越来越多新型可调度资源的接入,传统面向特定局部场景或设备的优化方法已无法满足复杂不确定性环境下的全局性优化调度需求. 由此,配电网高级形态下的灵活性问题逐渐上升到整体系统层面,并成为智能配电网技术发展中需解决的关键问题之一[14] .
2 智能配电网的灵活性
2.1 灵活性的内涵
近年来,面向多场景的配电网规划和运行成为研究热点,即在考虑多种不确定性因素的基础上,通过灵活控制、优化调度、交易博弈等手段,满足系统在不同时空尺度下的多样化需求[15G18] ,其方法本质便是对配电系统灵活性的提升与运用. 例如:在风、光等分布式资源发生波动时,保证可再生资源被优先完全消纳的能力;在大负荷冲击或用户集群行为异常时,保持系统安全稳定与可靠运行的能力;在故障导致非计划停电时,快速隔离故障并转供负荷的能力;在正常运行时,有效应对各种不确定性扰动并时刻保持优化运行状态的能力等[19G21] . 在此基础上,本文进一步提出具有一般性的配电网灵活性理念,旨在实现配电网不同运行场景下灵活调度能力的通用化表述,并建立涵盖上述各种具体灵活性需求的一致性分析框架. 从本质来看,智能配电网的灵活性反映了配电网充分统筹和利用系统内可调度资源,有效应对运行中的多重不确定性因素扰动,灵活适应各种复杂运行环境并维持高水平运行目标实现的能力.
以提升配电网灵活性为目标,将各种可调度资源纳入统一的分析与优化框架之下,充分发挥配电网高级形态的可控性潜力,为配电网复杂运行问题提供经济、合理、有效的复合式应对手段,成为智能配电网的重要特征,图2给出了一种系统灵活性的框架描述. 目前,面向大电网灵活性的研究已广泛开展[22] ,重点用于解决大规模间歇式能源发电的集中接入与消纳问题,并在灵活性指标体系、分析模型、作用机理等方面取得了一定成果[23G29] . 与大电网相比,智能配电网中的可调度资源更加丰富,资源秉性的差异更加明显;同时电力用户将在发电、用电、储能等多重身份之间灵活转换,使智能配电网灵活性的供需关系更加复杂[30] . 这些特征使智能配电网的灵活性提升手段更加多样化.
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