牛 偉

（上海瑞寧航運有限公司，中國 上海 200080）

0 引言

作為大電網的有益補充，分布式發(fā)電技術具有節(jié)省投資，降低能耗，提高系統(tǒng)安全性和靈活性等特點，并將成為未來發(fā)電技術的重要組成部分。隨著常規(guī)能源供應的日益緊張，分布式發(fā)電的開發(fā)和利用受到了前所未有的重視，包括風電、太陽能、蓄電池儲能等分布式新能源發(fā)電已成為能源發(fā)展的新特征。我國已將分布式發(fā)電列為了“十二五”期間能源發(fā)展的優(yōu)先領域，大力發(fā)展分布式發(fā)電是我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。

1 對配電網的規(guī)劃的影響

配電網是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在當前電力迅速發(fā)展和供應緊張的情況下，科學合理的配電網規(guī)劃不僅可以保證電網運行的安全性和經濟性，還有利于配電網建設投資效益的充分發(fā)揮。分布式電源大多直接布置在配電網中，對含分布式發(fā)電的配網系統(tǒng)進行合理的規(guī)劃和建設，分布式電源在系統(tǒng)負荷高峰期能夠轉移一定量的負荷，提高配網系統(tǒng)能源供應的可靠性和穩(wěn)定性。與此同時，分布式電源在配電網中的合理布點和定容能降低部分饋線電壓降落、減少線損和建設輸配電設備的投入。

但是，分布式電源的接入使得配網系統(tǒng)電源的構成不再單一，分布式電源在用戶側并網運行使得配電網部分節(jié)點支路潮流出現(xiàn)雙向流動，改變了傳統(tǒng)配電網的運行模式，這對配電網規(guī)劃的負荷預測、網絡潮流計算、電源結構布置等帶來了大量的不確定性因素。此外，分布式發(fā)電中的太陽能，風能等新能源發(fā)電具有顯著的隨機性和間歇性，輸出功率極不穩(wěn)定且難以控制，不具備“電網友好型電源”的特征，該類電源大量接入將對配網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產生極大影響，限制了配網系統(tǒng)接納該類分布式電源的能力。

因此對于含分布式發(fā)電的配網系統(tǒng)，配網系統(tǒng)的規(guī)劃和建設必須考慮分布式電源的接入，分布式電源的規(guī)模、布點應與配電網的負荷增長和穩(wěn)定可靠運行相結合。如果規(guī)劃不合理，分布式電源的接入將可能使配網系統(tǒng)的某些設備閑置或成為備用，甚至影響到配網系統(tǒng)的安全可靠運行。對于計及分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃，如何確定分布式電源的合理結構，如何協(xié)調和有效地利用配電網各種資源、降低配網系統(tǒng)投資建設風險，如何降低分布式發(fā)電對配電網穩(wěn)定可靠運行造成的影響等，均是規(guī)劃中需要解決的問題。

分布式發(fā)電一般以較小規(guī)模和分散的形式接入配網系統(tǒng)，依照其特征，分布式電源不足以解決全局性和大范圍的能源供需平衡，更多的是承擔著電網調峰調頻、保證電網安全穩(wěn)定的作用。因此對于含分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃，應充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢，從提高資源配置著手，著重于電源與負荷的合理分配，在滿足配網系統(tǒng)安全可靠運行的前提下，減少備用容量的投資建設，使配電網和分布式電源的投資建設成本最小。傳統(tǒng)配電網規(guī)劃方法一般遵循負荷預測?電源規(guī)劃?網絡規(guī)劃的步驟進行，該類方法都不同程度地將包含分布式電源的規(guī)劃問題進行簡化?，F(xiàn)有對于計及分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃研究，大多從分布式電源的布點規(guī)劃和配電網的擴展規(guī)劃兩個方面考慮，建立包括經濟性、可靠性以及經濟性和可靠性相結合的三類模型，并通過相關優(yōu)化算法實現(xiàn)對含分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃。但相關規(guī)劃方法均是根據(jù)規(guī)劃期間網絡空間最大負荷預測的結果來確定最佳建設方案，該類方法雖然實現(xiàn)了分布式電源接入配電網后系統(tǒng)的可靠運行，但分布式發(fā)電和配電網建設的經濟性并沒有很好的實現(xiàn)，這種基于最大負荷的規(guī)劃方法并沒有發(fā)揮分布式電源參與電網調峰的優(yōu)勢，規(guī)劃方案往往需要大量資金建設發(fā)配電設備和輸配電網架，增加了系統(tǒng)備用容量，甚至造成擱淺成本的產生，導致系統(tǒng)電力設備整體利用率不高，增加分布式電源和配網系統(tǒng)建設的投資風險。

通過上述分析可以看出，傳統(tǒng)配電網規(guī)劃方法顯然不能很好的解決包含分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃;現(xiàn)有的含分布式發(fā)電的配電網規(guī)劃方法雖然能保證系統(tǒng)運行的可靠性，但該類方法并沒有充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢，得到的規(guī)劃方案經濟性沒保障，增加了分布式電源和配電網建設的投資風險。

2 對相關配套技術的要求

當前分布式發(fā)電接入配電網并與配電網并網運行理論可行，但受技術的限制和政策支持等原因的影響，分布式發(fā)電在我國并沒有實現(xiàn)大規(guī)模并網運行。本文針對分布式發(fā)電接入配電網所遇到的若干技術問題提出相應的解決方案，包括實現(xiàn)風能、太陽能、電動汽車、儲能設備等新能源并網電能的計量，電動汽車與電網之間能量交換計費的結算，風場風能的聯(lián)合概率期望值的計算等技術。相關技術主要解決了以下幾個方面的問題：

1）實現(xiàn)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)與配電網之間電能流動的雙向計量。太陽能、風能等分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網后，存在功率和能量的雙向流動。當分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)無法滿足用戶電力需求時，接收電網的電能。而當分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)電力充裕，在滿足用戶電力需求的前提下，將剩余的電能反饋回電網，實現(xiàn)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)與電網之間能量的雙向流動。然而，現(xiàn)有技術中的電能計量方式多為單向計量，無法滿足分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網后電能雙向流動的計量要求。針對現(xiàn)有技術的不足，研發(fā)了一種面向分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的雙向電能計量裝置，該裝置能同時計量從電網向分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)流動的電能(即正向電能)，以及從分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)反饋回電網的電能(即反向電能)。

2）實現(xiàn)電動汽車充放電的充電費用和放電收益結算。V2G技術下的電動汽車存在充電和放電兩種模式。在充電模式下，電動汽車是電能的消費者，通過電網對其充電以滿足電動汽車用戶行駛的需求。在放電模式下，電動汽車作為分布式儲能裝置，將電能反饋回電網，以承擔電網調峰、調頻和旋轉備用等功能。隨著電動汽車的大規(guī)模接入電網，完善的配套設施不可或缺。目前，已建和在建的充電站一般只能為電動汽車提供充電服務，相應的計費裝置只具有充電費用的結算功能，無法實現(xiàn)電動汽車與電網之間雙向能量交換的費用和收益結算。此外，現(xiàn)有計費裝置不具備實時電價顯示功能，極大影響了用戶利用電動汽車作為儲能裝置承擔電網調峰、調頻和旋轉備用的積極性。因此，一種具有多種電價實時顯示功能，同時計量充電費用和放電收益的電動汽車雙向電能結算裝置亟待研發(fā)。

3）實現(xiàn)配網系統(tǒng)風場風能的聯(lián)合概率期望值計算。由于風速的間歇性、隨機性，使得風力風能具有不確定性的特點，大量風電機組并入配電將對配電網的安全可靠運行造成不良影響。為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，在含風力發(fā)電的配網系統(tǒng)中，需對風場風能進行概率計算。目前，對風場風能監(jiān)測裝置的研究還很少，至今仍未有相關的裝置考慮了風場風能概率相關性的計算。

3 結束語

總之，隨著智能電網和分布式發(fā)電技術的發(fā)展，分布式電源與配網系統(tǒng)之間的互動將越來越密切。大量太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、蓄電池發(fā)電及電動汽車站充電站等分布式發(fā)電接入配電網已成為一種發(fā)展趨勢。分布式發(fā)電接入配電網對配網系統(tǒng)的規(guī)劃設計和并網配套技術提出了新的要求。

［1］殷桂梁，楊麗君，王瑁.分布式發(fā)電技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

［2］崔金蘭，劉天琪.分布式發(fā)電技術及其并網問題研究綜述[J].現(xiàn)代電力，2007，6：53-57.