易允恒 安科瑞電氣股份有限公司

摘要

在新能源高比例接入的背景下，配電網(wǎng)末端面臨電壓波動、過載風(fēng)險等“最后一公里”難題。本文提出一種源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化控制策略，依托安科瑞EMS 3.0平臺，通過動態(tài)電壓穩(wěn)定控制、負(fù)荷分級柔性調(diào)節(jié)、故障自愈保護三大核心技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)安全與經(jīng)濟性雙重提升。在湖南某機場光儲充項目、河南交投高速服務(wù)區(qū)項目中驗證：系統(tǒng)將電壓合格率從92.3%提升至99.2%，過流故障率降低76%，新能源消納率提高至96.8%，為配電網(wǎng)低碳轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)優(yōu)化；源網(wǎng)荷儲協(xié)同；電壓穩(wěn)定；負(fù)荷柔性控制；故障自愈；安科瑞EMS 3.0

1 問題背景與技術(shù)挑戰(zhàn)

1.1 配電網(wǎng)末端痛點

據(jù)國家電網(wǎng)統(tǒng)計，2025年分布式光伏接入配變?nèi)萘砍?80GW，導(dǎo)致末端問題凸顯：

電壓越限：光伏反送電引發(fā)電壓上涌（某機場項目峰期電壓達1.09p.u.，超國標(biāo)±7%限值）；

過載風(fēng)險：充電樁密集接入致變壓器負(fù)載率＞95%（河南交投某服務(wù)區(qū)變壓器）；

故障擴散：短路電流速增（傳統(tǒng)熔斷器響應(yīng)＞200ms，無法阻斷連鎖故障）。

1.2 現(xiàn)有方案局限

傳統(tǒng)方法如SVG無功補償、變壓器擴容等存在成本高（單點改造超50萬元）、響應(yīng)慢（＞100ms）、協(xié)同弱等缺陷，亟需系統(tǒng)性解決方案。

2 協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 整體架構(gòu)

源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制架構(gòu)

2.2 核心算法

(1) 動態(tài)電壓穩(wěn)定控制模型

目標(biāo)函數(shù)： min?∑t=1T∣V(t)?Vref∣+λ?max?(0,I(t)?Imax)min∑t=1T∣V(t)?Vref∣+λ?max(0,I(t)?Imax) 約束條件：

電壓約束：$0.93 leq V(t) leq 1.07$ p.u.

電流約束：$I(t) leq 1.2I_{rated}$

防逆流約束：$P_{grid}(t) geq 0$

技術(shù)實現(xiàn)：

ASCP200限流保護器實時截斷過流（響應(yīng)時間≤20ms）；

AM6-PWC箱變測控裝置調(diào)節(jié)變壓器分接頭。

(2) 負(fù)荷分級柔性調(diào)節(jié)策略

充電樁：基于電價信號的錯峰充電（谷電利用率↑35%）；

空調(diào)：溫度設(shè)定值動態(tài)調(diào)整（某機場項目峰值負(fù)荷↓28.7%）。

3 實證案例分析

3.1 湖南某機場光儲充項目

技術(shù)應(yīng)用：

ASCP200限流保護器阻斷6次過流故障；

充電樁有序充電策略降低峰值負(fù)荷120kW。

3.2 河南交投高速服務(wù)區(qū)項目

多站點協(xié)同：

266個站點通過Acrel-2000MG平臺聚合調(diào)控；

動態(tài)增容技術(shù)延長變壓器壽命5.8年。

經(jīng)濟效益：

年節(jié)省容量電費148萬元（需量控制）；

光伏消納收益增加82萬元。

4 推廣價值與政策建議

4.1 技術(shù)優(yōu)勢

4.2 政策建議

標(biāo)準(zhǔn)制定：將限流保護器（ASCP200）納入《配電網(wǎng)安全防護設(shè)備選型導(dǎo)則》；

電價機制：擴大峰谷價差至4:1（當(dāng)前平均3:1），激發(fā)負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力；

金融支持：對配網(wǎng)改造項目提供綠色信貸（利率≤3.85%）。

5 結(jié)論

本文提出的源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制策略，通過“監(jiān)測-分析-執(zhí)行-評估”閉環(huán)解決了配電網(wǎng)末端三大難題：

電壓合格率提升至>99%（ASCP200+AM6-PWC協(xié)同）；

過載風(fēng)險降低76%（負(fù)荷分級柔性調(diào)節(jié)）；

新能源消納率達96.8%（光儲充協(xié)同控制）。 未來需深化5G通信、AI預(yù)測算法與電力市場的融合，推動技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。

審核編輯 黃宇