車成華++茹笑天

摘要：通過使用分布式發(fā)電，可以對各個地區(qū)的清潔可再生能源進(jìn)行充分利用，這有助于節(jié)省能源。微網(wǎng)技術(shù)是對分布式發(fā)電電源效能進(jìn)行發(fā)揮的有效方式，在不同的結(jié)構(gòu)中通過對分布式發(fā)電提供并網(wǎng)運(yùn)行的接口。智能配電網(wǎng)是通過管理微網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電電能的有效接入，進(jìn)而保障整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；微網(wǎng)；智能配電網(wǎng)；清潔可再生能源；電網(wǎng)運(yùn)行 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM727 文章編號：1009-2374（2015）33-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.071

分布式發(fā)電技術(shù)在將來會是電能生產(chǎn)的重要方式，它與微網(wǎng)和智能配電網(wǎng)相結(jié)合，將共同作用于電力系統(tǒng)，改變其在中低壓層面的運(yùn)行方式。將三者有效地結(jié)合起來，發(fā)揮其重要的技術(shù)優(yōu)勢，作用于一個整體系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)真正地實(shí)現(xiàn)安全、高效地運(yùn)行。

1 分布式發(fā)電

分布式發(fā)電是通過對各種可用分散能源如可再生能源等的利用從而進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。分布式電源的容量一般是不同，小型的可以容納幾百千瓦以內(nèi)的電能，而大型的分布式電源容量可以達(dá)到幾兆瓦。分布式發(fā)電技術(shù)具有靈活性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

1.1 分布式發(fā)電的發(fā)展前景

在分布式發(fā)電中，其千瓦電能發(fā)電的成本在不斷降低，電能投入使用后，直接地降低了電能的使用成本，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并且由于分布式發(fā)電的特點(diǎn)，政府方面也加大了對該技術(shù)的支持力度，因此，該技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到發(fā)電實(shí)際中，但是，小型的分布式發(fā)電是無法滿足我國對電能的需求的，因此，便出現(xiàn)了并網(wǎng)發(fā)電的模式，該模式的提出是對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一種挑戰(zhàn)。當(dāng)中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，分布式發(fā)電電能達(dá)到一定值以后，在確保用戶用電安全穩(wěn)定的條件下使配電網(wǎng)還能安全穩(wěn)定地運(yùn)行是十分困難的。在這樣的情況下，當(dāng)前的配電體系還不能充分地適應(yīng)將分布式發(fā)電電能大規(guī)模地接入到配電網(wǎng)中。

1.2 分布式發(fā)電相關(guān)技術(shù)問題

燃料和價格問題：我國的油田數(shù)量較少，天然氣的存儲也十分有限，因此，利用天然氣發(fā)電的成本過高，使用天然氣發(fā)展分布式發(fā)電是十分不可行的。分布式發(fā)電的燃料應(yīng)趨向于價格較低的可再生能源或者自然能源，以降低發(fā)電成本。

占地問題：由于我國的人口密集、基數(shù)較大，因此，在城市中占用一定土地作為分布式發(fā)電的基站是不可能的，因此，要實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電的發(fā)展，首先就要解決選址問題。

表計(jì)問題：能源的流動是雙向的，白天居民無人用電的情況下，電能注入配電網(wǎng)這一現(xiàn)象是要被記錄下來的，如果我們更新電流表采用雙向測量，那么就需要更換大量的表計(jì)，進(jìn)而增加了電能使用的成本。

其他問題：在分布式發(fā)電中，除了上述問題之外，還存在很多問題對發(fā)電的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生作用，如安全問題、效率問題等。曾有專家做過相應(yīng)的調(diào)查研究，如果將發(fā)電基站全部建設(shè)在城市中，將會造成城市的溫度升高，破壞生態(tài)平衡。

2 微網(wǎng)

微網(wǎng)實(shí)際上是一個小型的配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理，在運(yùn)行方面，微網(wǎng)既可以作為一個整體獨(dú)自運(yùn)行，又可以和外部的電網(wǎng)并網(wǎng)。它主要由電能儲備裝置、分布式的電源、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)的監(jiān)控保護(hù)裝置組成。

2.1 微網(wǎng)的發(fā)展前景

分布式電源在并網(wǎng)的過程中所產(chǎn)生的主要問題可以被微網(wǎng)技術(shù)解決，使得分布式發(fā)電技術(shù)能夠有效地在中低壓層面上應(yīng)用。同時，微網(wǎng)技術(shù)自身就具備電能儲存的功能，并且可通過自身的功能管理所儲備的電能，因此，對電網(wǎng)功率的平衡維持方面具有一定的作用，這也有效地降低了變電運(yùn)行調(diào)度人員的工作難度。微網(wǎng)技術(shù)彌補(bǔ)了分布式發(fā)電技術(shù)的一些弱項(xiàng)，是分布式發(fā)電得以大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵之一。

2.2 微網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)問題

2.2.1 電壓方面。

高電壓：當(dāng)饋線上并不存在分布式電源卻分布有負(fù)荷時，饋線的電壓會下降，而當(dāng)分布式發(fā)電接入到饋線中后，微網(wǎng)系統(tǒng)中的注入功率會把負(fù)載電流抵消掉，從而減小了整個系統(tǒng)的負(fù)荷。

低電壓：為了提高饋線電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓，往往會采用補(bǔ)償線路壓降的方法，使得整個系統(tǒng)都能保持在穩(wěn)定電壓的水平下。因此，當(dāng)分布式發(fā)電向微網(wǎng)系統(tǒng)所注入的功率不能達(dá)到一定水平時，遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)器的區(qū)域?qū)霈F(xiàn)低電壓。

2.2.2 頻率。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中由于有慣量的存在，因此負(fù)荷變動的初始功率可以由頻率的變化來平衡。而對于分布式發(fā)電來說，電子電力器件本身并沒有存儲電能的功能，加上原動機(jī)的響應(yīng)速度較慢，使得小慣量的電源系統(tǒng)無法快速地響應(yīng)電能負(fù)荷的變化。

2.2.3 諧波。大量的電力器件在分布式發(fā)電并網(wǎng)時會被運(yùn)用到，因此就會不可避免地產(chǎn)生諧波，影響分布式發(fā)電的發(fā)電方式以及轉(zhuǎn)換器的工作，同時諧波的出現(xiàn)還影響了電壓的穩(wěn)定。

2.2.4 電壓閃變。大型的分布式發(fā)電在啟動時，電壓輸出的變化以及系統(tǒng)中電壓的反饋控制設(shè)備都會產(chǎn)生電壓閃變，作用于配電網(wǎng)以及微網(wǎng)，對其產(chǎn)生影響。

3 智能配電網(wǎng)

3.1 智能配電網(wǎng)的前景

智能配電網(wǎng)具有廣義和狹義之分，廣義上，智能配電網(wǎng)具有數(shù)字信息化、自動化等特點(diǎn)，具有兼容性、故障預(yù)防性以及經(jīng)濟(jì)性；而就狹義來說，智能主要體現(xiàn)在電網(wǎng)的核心建設(shè)方面。智能配電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電大規(guī)模運(yùn)用的關(guān)鍵因素之一，可以優(yōu)化電網(wǎng)的資源配置，保障電網(wǎng)的有效運(yùn)行，使得電力能被安全地供應(yīng)于人們的生產(chǎn)生活，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

3.2 智能配電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)問題

從技術(shù)上看，分布式發(fā)電技術(shù)是促進(jìn)配電網(wǎng)技術(shù)向智能化發(fā)展的有效推動力，可以說，分布式發(fā)電技術(shù)迫切的需求智能配電網(wǎng)技術(shù)的成熟，以便大規(guī)模地提升分布式發(fā)電在我國發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用。微網(wǎng)技術(shù)可以起到橋梁的作用，將分布式電源接入到配電網(wǎng)中，對我國的發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，這些影響的技術(shù)性主要體現(xiàn)在以下方面：從機(jī)理研究上來看，微網(wǎng)在智能配電網(wǎng)中起到了一個特殊電源的作用，致力于分布式發(fā)電電源的輸入與輸出，因此，微網(wǎng)本身的相互作用會在很大程度上對配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。在智能配電網(wǎng)中，有關(guān)穩(wěn)定性的問題仍然存在，所以應(yīng)該揭示配電網(wǎng)與微網(wǎng)、分布式發(fā)電之間的有效運(yùn)行機(jī)制以及相互作用機(jī)制。目前，對于這三者的研究僅限于一些實(shí)驗(yàn)性的結(jié)果分析，沒有對三者之間的相互作用機(jī)制有一個明確的認(rèn)識。從規(guī)劃設(shè)計(jì)方面來看，智能電網(wǎng)與微網(wǎng)連接之后，需要對變電站進(jìn)行優(yōu)化，解決預(yù)測配電網(wǎng)的空間負(fù)荷能力以及配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化等問題。而當(dāng)分布式發(fā)電有效接入之后，還要考慮新的問題，如分布式電源的接入優(yōu)化等。總之，要實(shí)現(xiàn)三者之間的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，就應(yīng)提前對三者的連接做好設(shè)計(jì)規(guī)劃。

4 結(jié)語

目前，建設(shè)有效的智能電網(wǎng)體系、發(fā)電機(jī)制已經(jīng)成為了我國環(huán)境、能源等問題的一大解決措施，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然舉措。結(jié)合我國的實(shí)際情況，現(xiàn)在還不能將分布式發(fā)電大規(guī)模地投入到生產(chǎn)中，因此，我國應(yīng)該加大對這智能配電網(wǎng)的研究，規(guī)劃好智能配電網(wǎng)、微網(wǎng)以及分布式發(fā)電的關(guān)系，爭取將分布式發(fā)電早日規(guī)?；褂?。

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作者簡介：車成華（1984-），男，山東聊城人，國網(wǎng)江西省電力公司景德鎮(zhèn)供電分公司工程師，研究生，研究方向：電網(wǎng)運(yùn)行方式、電力通信等；茹笑天（1988-），男，河南濟(jì)源人，國網(wǎng)河南省電力公司濟(jì)源供電分公司助理工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint