易允恒 安科瑞电气股份有限公司
摘要
在新能源高比例接入的背景下,配电网末端面临电压波动、过载风险等“最后一公里”难题。本文提出一种源网荷储协同优化控制策略,依托安科瑞EMS 3.0平台,通过动态电压稳定控制、负荷分级柔性调节、故障自愈保护三大核心技术,实现配电网安全与经济性双重提升。在湖南某机场光储充项目、河南交投高速服务区项目中验证:系统将电压合格率从92.3%提升至99.2%,过流故障率降低76%,新能源消纳率提高至96.8%,为配电网低碳转型提供技术支撑。
关键词:配电网优化;源网荷储协同;电压稳定;负荷柔性控制;故障自愈;安科瑞EMS 3.0
1 问题背景与技术挑战
1.1 配电网末端痛点
据国家电网统计,2025年分布式光伏接入配变容量超180GW,导致末端问题凸显:
电压越限:光伏反送电引发电压上涌(某机场项目峰期电压达1.09p.u.,超国标±7%限值);
过载风险:充电桩密集接入致变压器负载率>95%(河南交投某服务区变压器);
故障扩散:短路电流速增(传统熔断器响应>200ms,无法阻断连锁故障)。
1.2 现有方案局限
传统方法如SVG无功补偿、变压器扩容等存在成本高(单点改造超50万元)、响应慢(>100ms)、协同弱等缺陷,亟需系统性解决方案。
2 协同优化控制系统设计
2.1 整体架构
源网荷储协同控制架构
2.2 核心算法
(1) 动态电压稳定控制模型
目标函数: min∑t=1T∣V(t)−Vref∣+λ⋅max(0,I(t)−Imax)min∑t=1T∣V(t)−Vref∣+λ⋅max(0,I(t)−Imax) 约束条件:
电压约束:$0.93 leq V(t) leq 1.07$ p.u.
电流约束:$I(t) leq 1.2I_{rated}$
防逆流约束:$P_{grid}(t) geq 0$
技术实现:
ASCP200限流保护器实时截断过流(响应时间≤20ms);
AM6-PWC箱变测控装置调节变压器分接头。
(2) 负荷分级柔性调节策略
充电桩:基于电价信号的错峰充电(谷电利用率↑35%);
空调:温度设定值动态调整(某机场项目峰值负荷↓28.7%)。
3 实证案例分析
3.1 湖南某机场光储充项目
参数 改造前 改造后 提升效果
电压合格率 92.3% 99.2% ↑6.9%
变压器负载率 98% 78% ↓20%
新能源消纳率 76.5% 96.8% ↑20.3%
故障响应时间 320ms 68ms ↓78.4%
技术应用:
ASCP200限流保护器阻断6次过流故障;
充电桩有序充电策略降低峰值负荷120kW。
3.2 河南交投高速服务区项目
多站点协同:
266个站点通过Acrel-2000MG平台聚合调控;
动态增容技术延长变压器寿命5.8年。
经济效益:
年节省容量电费148万元(需量控制);
光伏消纳收益增加82万元。
4 推广价值与政策建议
4.1 技术优势
指标 传统方案 本系统 提升幅度
电压调节精度 ±5% ±2.3% ↑54%
故障响应速度 200ms 20ms ↑90%
改造成本 50万元/站点 18万元/站点 ↓64%
4.2 政策建议
标准制定:将限流保护器(ASCP200)纳入《配电网安全防护设备选型导则》;
电价机制:扩大峰谷价差至4:1(当前平均3:1),激发负荷调节潜力
金融支持:对配网改造项目提供绿色信贷(利率≤3.85%)。
5 结论
本文提出的源网荷储协同控制策略,通过“监测-分析-执行-评估”闭环解决了配电网末端三大难题:
电压合格率提升至>99%(ASCP200+AM6-PWC协同);
过载风险降低76%(负荷分级柔性调节);
新能源消纳率达96.8%(光储充协同控制)。 未来需深化5G通信、AI预测算法与电力市场的融合,推动技术规模化应用。
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