下一代分布管理系统

没有部分电网的影响比电力分配系统由电网现代化。电网现代化正在改变分配系统操作手册,paper-driven业务流程已经存在多年,电子,计算机辅助决策的高度自动化。网格转换从一个更集中的一代系统有很大一部分由分布式能源资源的需求(各级)和增强电网的微型电网适应性和可靠性。下一代分销管理系统将需要纳入更多的情报和高级功能来支持这些操作的变化,监测和控制未来的网格分布。问好的概念DER-Enabled adm”可能会扮演越来越重要的角色在网格分布的管理的未来。

1。现在的分销管理系统

许多公用事业已经实施或计划实施一个先进的分销管理系统(adm)。adm是指一个DMS(分销管理系统),它包含了OMS(故障管理系统)的功能和先进的“模型驱动”分布应用程序在线powerflow和volt-VAr优化(VVO)。目前,adm包括各种各样的应用程序和功能增加态势感知,使积极的反应初期的问题,和促进最佳的可靠性、效率和整体性能的电力分配系统。adm通常包括SCADA设施分布资产(变压器、开关柜等)、高级应用近实时分布系统的分析和优化和故障管理功能,加上外部系统接口,如GIS和AMI adm所需提供信息的应用程序。adm是决策支持系统协助分发控制室人员和电气配电系统的监视和控制在一个最佳的方式,同时提高安全性和资产保护。图1显示了现在的adm的构建块。

图1:今天的adm构建块

2。分布网格操作挑战和需求

各级非传统能源直接连接到分布主要电路和由运营商或连接表后面,属于商业,工业或住宅的客户。非传统能源资源包括代由可再生能源(如太阳能),客户热电联产设施,备用柴油发电机、储能(包括电池储能系统(贝丝)和电动汽车与汽车电网(V2G)功能),和可控负载(需求反应/负载管理包括电动车充电器)。

可能操作的问题,可能是经历过DER普及率更高水平包括(但不限于):

• 负载“掩蔽”:馈线负荷测量可用的adm变电站馈线的实际上是“网”(实际客户负载,负载由各级提供)。由于分布式发电机可能访问离线发生故障时,自动负载转移的分区截流方案将高于预期,这可能过载备份源。

• 逆功率流:如果DER输出(分布式发电输出或储能放电)馈线上超过总馈线负荷(可能发生在轻负载条件),反向功率流(回变电站)可能发生的。逆功率流产生一个电压升高效应可能导致高压条件的部分支线。

• 电压波动和过度的电压调节器操作:间歇性分布式发电机输出电平(如太阳能光伏发电机部分阴天)可以产生在馈线电压波动,,反过来,导致电能质量问题和显著增加电压调节器抽头切换操作。

• 保护系统协调的困难:高渗透的分布式发电机可能会产生大量的故障电流,可以改变馈线保护系统和配电自动化的协调计划,导致可能的mis-operation这些系统和客户不必要的中断。

• 本地化重载电动车充电器:重型电动汽车充电活动可以产生局部设备过载,特别是在公共充电站和周围地区的电动车充电器存在。

智能逆变器基于IEEE 1547标准提供新的方法来帮助管理DER影响分配电路,并允许客户选址一代更符合现有电网,提供支持电网可靠性、电压管理和互动交流。

分布网格需要支持微型电网的要求的发电(grid-paralleled)之间的过渡模式和坐落模式。微型电网要求“无缝”转换没有电源中断可能需要更改分配效用的自动重合闸哲学和其他操作实践。因此,微型智能电网"监视和管理将是下一代分销管理系统的一部分责任,关注网格弹性、可靠性和故障管理。而馈线保护和控制方案将需要考虑DER和微型智能电网"操作条件,下一代分销管理系统可能需要提供一些总体集成、协调和优化变电站的保护和控制计划或给料机基础上,或在特定服务领域。如果未来分布能源市场发展,包括交互能源交易(点对点交易)在客户分配系统,新一代分销管理系统可能也需要扮演一个角色在能源技术方面的事务,如验证电气条件和负载分布流将身体允许商业能源事务发生在当前和预测系统操作条件。

更具成本效益的传感器和增强保护控制设备将增加分销系统的可见性和将允许公用事业grid-edge实时监视和控制,如DER和微型智能电网"连接和客户界面。一个物联网(物联网)将由这些设备的无处不在的部署,这将需要一个重要的通信基础设施投资和先进的计算处理。除了增加的可见性分布网格客户,下一代分销管理系统还将获得更多的数据分配资产的操作条件,可以使这些数据可用于资产状态监测和资产管理系统。与增加的数量和互联互通监测、保护和控制设备,对网络安全的威胁,现在有更多的入口点,将会有更多的强调在下一代分布数据和通信安全管理系统。

不太可能下一代分销管理系统将把所有的监测、保护和控制功能的分布系统,但它可能包括一个分层分布式软件架构提供更多的计算和数据分析功能grid-edge和支持必要的技术和商业运作未来网格功能。

3所示。现有解决方案的缺陷管理

今天的adm的一部分功能尚未完全部署在今天的adm的造型和管理分布式能源资源(接单),主要是由于有限的效用感知和供应商产品的复杂程度。目前,缺乏DER adm尚未认识的一个主要问题,因为DER渗透水平(渗透率级别定义为总电容量(MW或MWh)各级能源消费总量的比例负载)在许多电力公司太小(< 10%)对配电系统电气条件产生重大影响。然而,随着DER渗透程度的增加,对配电线路的电气条件可以显著的影响。确定的DER渗透水平可能发生严重的操作问题需要一个工程设计分析。然而,各级作为一个经验法则,可能成为一个重要的操作问题当DER渗透水平超过30%。此外,FERC 2222要求电力分配公司确保各级的加入不影响系统可靠性、电能质量和安全。

分布式能源资源管理系统(医务部)提供集中监控和控制各级连接到一个网格分布的预测、监测和管理的操作每个DER满足操作和业务目标。医务部还各级管理的操作基于指令从电网控制实体或监管机构和处理补偿DER资产所有者的参与网格控件的事件。当前各级监控方法和控制的adm通常局限于近实时计量和“transfer-tripping”大(效用尺度)发电机所需(IEEE 1547)配电线路中断期间断开,以避免“坐落”操作。监视和控制其他各级(包括各级小如屋顶太阳能发电机,可控负载,和能源存储)通常不是在adm中实现有以下原因:

• 大多数各级客户拥有并经营和客户没有义务(标准连接协议)提供的效用为这些各级远程监测和控制能力。

• 添加远程监控和控制设施(包括通信设备)对许多小型单将效用成本高昂,尤其是各级位于客户的米(背后的“米”)。

• adm没有被设计来处理DER管理的商业方面,如登记客户,确认客户参与的系统事件,为参与客户和补偿。

• 大多数单不支持常用的通信协议,如DNP3 SCADA系统。通常,各级将支持协议和标准专门为DER监视和管理,如OpenADR和IEEE 2030.5,像Modbus和工业标准。

医务部应该包括“技术”和“商业”功能:

• 技术功能

  • 监控所有DER的当前操作状态和输出

  • 预测未来DER可用性和输出

  • 各级广播控制命令/请求参与跨网格的要求在电网的事件

  • 确认接单提供了预期的响应

• 商业功能

  • 注册新参与者

  • 管理客户“选择”和“退出”请求

  • 处理客户奖励

到目前为止,医务部功能通常被实现在“独立”系统由第三方聚合器,专门从事网级管理客户拥有的资产。聚合器使各级小规模的所有者,不符合最低资产规模要求参与区域电网市场,如频率调节和其他辅助服务。聚合器作为“中间人”终端用户和电网之间的市场运营商,以使客户计量和复杂规则的验证和处理奖励。在这种方法中,聚合器和分布运营商每个需要某种程度的医务部功能管理医务部的商业和技术功能。

独立医务部为管理网格级别事件提供服务,但没有能力管理本地化配电线路问题和优化可靠性、效率、个人变电站和喂食器的性能。后者主要是adm的责任能力。adm的许多应用程序需要近实时的信息能力,各级的操作状态和电气输出精确确定配电线路电气条件和确定控制策略,可以用来避免或减轻任何操作问题的后果。目前大多数adm DER贡献解决方案没有足够的近实时信息来支持这些功能。出于这个原因,ESTA国际引入一个新的概念——“DER使adm”相结合的最好特性医务部和adm区分从单独的“独立”adm和医务部。

4所示。“DER-Enabled adm”

将详细、实时DER adm电气模型中的信息提高态势感知,确保各级各类的电子影响准确占在adm先进的应用程序。门国际的概念DER-Enabled adm概念上描绘在图2所示。

图2:问好的概念DER-Enabled adm”

有三种基本方法完成DER-Enabled adm:

1. 医务部功能添加到现有的adm应用程序套件:使用这种方法,医务部的全套功能将完全无缝集成和另一个应用程序供应商的标准adm套件的应用程序。这种方法的好处是简化和高效访问DER模型和信息的adm高级应用功能,加上一个相似的用户界面的所有功能为所有应用程序提供了一个一致的外观和感觉分配使用的操作符。这种方法的缺点是一个重要的软件开发工作(与相关的风险),包括添加的功能与各级拥有数以百万计的潜在客户沟通。结果将会是一个成熟的产品,明显低于现有独立医务部产品。

2. adm功能添加到现有医务部应用程序套件:使用这种方法,adm的完整应用程序功能(包括电气模型)将被添加到一个现有的独立医务部产品。这种方法的好处,一个完全集成的产品套件,类似于上述方法1。然而,这种方法也有一个相似的缺点;重大风险和开发工作需要,导致不成熟adm的功能。

3. 接口分离与adm医务部(“栓”解决方案):这种方法将界面的adm与医务部adm供应商系统从一个建立医务部供应商。该接口将使adm接收DER信息和在需要的时候启动DER控制行动。医务部将处理的功能设计,包括各级与潜在的数以百万计的沟通和处理医务部的商业方面,如客户注册和奖励。adm应用程序将受益于有接单的详细信息,如DER状态和输出和预测能力,这将是包含在adm电气模型。

网格分布将继续成为更复杂的接单和微型电网增加的数量。分销管理系统将需要更负责和积极主动在网格分布的实时监控和控制管理不断变化的操作条件,如双向功率流和与天气有关的停机,同时确保可靠性和客户服务质量。“DER-Enabled”adm可能会扮演越来越重要的角色在网格分布的管理的未来。