羅 熹 張志文 杜澤源

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司十堰供電公司，湖北 十堰 442000）

0 前言

對(duì)于分布式光伏發(fā)電的理論界定，可將其理解為是新型可再生能源開發(fā)與應(yīng)用的有效方式之一，雖然分布式光伏發(fā)電具有著眾多優(yōu)勢(shì)，但是，分布式光伏發(fā)電的接入為配電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及安全性造成了一定的威脅。為確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，常規(guī)會(huì)應(yīng)用到限制分布式光伏發(fā)電接入容量，對(duì)接入實(shí)施規(guī)范的方法。主動(dòng)配電網(wǎng)是近年來(lái)比較受到關(guān)注的重點(diǎn)問題，為傳統(tǒng)配電網(wǎng)的改革提供了重要保障，而分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)存在著重要相關(guān)關(guān)系，需要關(guān)注到這一點(diǎn)客觀事實(shí)來(lái)促使兩者能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 概念簡(jiǎn)述

1.1 主動(dòng)配電網(wǎng)

主動(dòng)配電網(wǎng)被定義為能夠綜合控制多個(gè)分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置的全新配電網(wǎng)絡(luò)，其具體工作為應(yīng)用靈活性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂葡到y(tǒng)，在確保分布式資源在適當(dāng)監(jiān)管環(huán)境與準(zhǔn)入?yún)f(xié)議下為配電系統(tǒng)提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)支持。主動(dòng)配電網(wǎng)的理念主要呈現(xiàn)在規(guī)劃、控制、管理等主動(dòng)性以及感知的全面性上。主動(dòng)配電網(wǎng)被視為智能配電系統(tǒng)，近年來(lái)廣泛應(yīng)用在社區(qū)與廠區(qū)等領(lǐng)域，對(duì)進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的調(diào)度控制發(fā)揮著重要的作用。實(shí)際上，主動(dòng)配電網(wǎng)的核心技術(shù)涉及到電力系統(tǒng)、電力電子、網(wǎng)絡(luò)通訊等多個(gè)領(lǐng)域。

1.2 分布式光伏發(fā)電

圖1 分布式光伏發(fā)電模式

分布式光伏發(fā)電依據(jù)因地制宜與分散布局以及就近應(yīng)用等原則，應(yīng)用地域內(nèi)太陽(yáng)能資源取代或是減少石化能源的消耗。分布式光伏發(fā)電具體所指向的是應(yīng)用光伏組間，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿姆植际桨l(fā)電系統(tǒng)。分布式光伏發(fā)電是近幾年出現(xiàn)的全新的具有較大發(fā)展空間的發(fā)電與能源綜合應(yīng)用方式，其核心價(jià)值在于調(diào)整電力在升壓與長(zhǎng)途運(yùn)輸中的損耗問題。當(dāng)前分布式光伏發(fā)電主要被應(yīng)用在城市建筑物屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目中，此項(xiàng)目需要介入公共電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)共同作用為周邊用戶提供電力資源。分布式光伏發(fā)電具有著四大特點(diǎn)：其一，分布式光伏發(fā)電的輸出功率較小，常規(guī)情況之下，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的容量可控制在數(shù)千瓦之內(nèi)，光伏電站的大小對(duì)發(fā)電功率以及經(jīng)濟(jì)性影響較小。其二，環(huán)保作用較強(qiáng)，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目在整個(gè)發(fā)電期間，并不會(huì)發(fā)出噪聲，且不會(huì)對(duì)空氣與水資源造成污染。其三，分布式光伏發(fā)電能夠在較大程度上調(diào)整部分地區(qū)的用電緊張情況。其四，分布式光伏發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)能作用。分布式光伏發(fā)電應(yīng)用模式如圖1所示。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)核心技術(shù)

2.1 柔性組網(wǎng)技術(shù)與保護(hù)技術(shù)

柔性組網(wǎng)技術(shù)是依據(jù)配電網(wǎng)的連接方式與設(shè)備形式，應(yīng)用多種電力電子裝置，經(jīng)由柔性變壓、雙向潮流控制等柔性控制技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供具有較強(qiáng)靈活性的調(diào)節(jié)作用，促使不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)，提升供電安全與穩(wěn)定性。保護(hù)技術(shù)也就是依賴于模式識(shí)別與多信源以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，經(jīng)由直流保護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)保護(hù)等技術(shù)，對(duì)各種故障進(jìn)行可靠的判斷，同時(shí)識(shí)別發(fā)生故障的區(qū)間，實(shí)現(xiàn)安全隔離。

2.2 儲(chǔ)能技術(shù)與能量管理技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)是結(jié)合具有差異性的儲(chǔ)能形式在規(guī)模與功率密度、速率、成本、可用性等方面的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，針對(duì)規(guī)模化儲(chǔ)能系統(tǒng)，將各種儲(chǔ)能介質(zhì)協(xié)調(diào)應(yīng)用，經(jīng)由對(duì)各種儲(chǔ)能方式配比優(yōu)化設(shè)計(jì)以及協(xié)調(diào)控制，發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大化價(jià)值。能量管理技術(shù)也就是經(jīng)由先進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)以及智能終端技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、電源、負(fù)荷特性進(jìn)行識(shí)別，并在單元層面評(píng)估電源出力、充放電需求、負(fù)荷需求，促使其能夠達(dá)到配電網(wǎng)系統(tǒng)可查看可操控標(biāo)準(zhǔn)。另外，儲(chǔ)能管理技術(shù)能夠建立在多源大數(shù)據(jù)平臺(tái)上，經(jīng)由協(xié)同優(yōu)化技術(shù)來(lái)優(yōu)化主動(dòng)配電網(wǎng)的區(qū)域自治以及布局。

2.3 新能源接入電壓控制技術(shù)與可再生資源滲透諧波技術(shù)

新能源接入在一定程度上增加了電壓調(diào)節(jié)的難度，經(jīng)由地域內(nèi)以及全局電壓協(xié)調(diào)控制，對(duì)本地電壓控制環(huán)節(jié)與控制能力實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)追蹤以及實(shí)施評(píng)估，向系統(tǒng)預(yù)報(bào)地區(qū)內(nèi)無(wú)功需求以及無(wú)功可調(diào)節(jié)量，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化。另外，結(jié)合系統(tǒng)給出的電壓控制值經(jīng)由低于各無(wú)功電壓控制環(huán)節(jié)的聯(lián)合控制，確保接入點(diǎn)新能源接入的電壓安全。就可再生能源高滲透區(qū)域諧波治理技術(shù)而言，為能夠配合大量間歇波動(dòng)性可再生資源與電力電子裝置等接入，應(yīng)高做出的工作位調(diào)整各單元之間可能會(huì)引發(fā)的諧波超出標(biāo)準(zhǔn)問題。應(yīng)用可再生能源并網(wǎng)變流器等裝置吸收諧波，能夠在一定程度上確保配電網(wǎng)的完善性以及穩(wěn)定性。

3 分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展

3.1 政策規(guī)劃

基于分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)各自的特點(diǎn)，分布式發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)不能夠脫離政策方面的支持，且需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對(duì)此加以考慮。依據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)以及實(shí)際需求，需要結(jié)合其實(shí)際情況建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，并對(duì)配電網(wǎng)的發(fā)展加以規(guī)劃。結(jié)合需求差異性，現(xiàn)階段分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)存在著三種具有代表性的應(yīng)用模式。在電網(wǎng)架構(gòu)薄弱或是電力資源不足的地區(qū)，將提升供電水平作為核心目的，其關(guān)鍵點(diǎn)是調(diào)整電壓穩(wěn)定性以及分布式光伏發(fā)電滲透率接入等問題。

3.2 技術(shù)規(guī)范

在分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展期間，技術(shù)規(guī)范起到重要作用，在初期發(fā)展中，技術(shù)特征主要展現(xiàn)在避免分布式光伏發(fā)電為電網(wǎng)所帶來(lái)的負(fù)面影響。在此階段中關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)在于提升改善分布式發(fā)電裝置的性能，促使其能夠符合配電網(wǎng)穩(wěn)定性以及可靠性的標(biāo)準(zhǔn)。在分布式光伏發(fā)電應(yīng)用越來(lái)越廣泛后，單向的應(yīng)用技術(shù)規(guī)范來(lái)限制分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的模式廣泛應(yīng)用，經(jīng)由引入主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)實(shí)施優(yōu)化升級(jí)，能夠在系統(tǒng)層面改善分布式光伏發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)的負(fù)面影響，促使分布式光伏發(fā)電寬限接入可能性有所提升，為分布式光伏發(fā)電的大規(guī)模推廣提供了必要的基礎(chǔ)條件。

3.3 實(shí)驗(yàn)示范

基于實(shí)驗(yàn)示范項(xiàng)目對(duì)分布式光伏發(fā)電以及主動(dòng)配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施演示，一方面能夠促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，另一個(gè)方面能夠?yàn)橄汝P(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。在電網(wǎng)架構(gòu)相對(duì)薄弱以及電力功能水平不足的地區(qū)中，其關(guān)注點(diǎn)應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)功率以及電壓的動(dòng)態(tài)控制，在外部電網(wǎng)發(fā)生巨大的變動(dòng)或是突發(fā)故障時(shí)，促使局部配電網(wǎng)的供電安全性能夠得到優(yōu)化。在城鎮(zhèn)范圍內(nèi)，主要實(shí)驗(yàn)主動(dòng)配電網(wǎng)基于儲(chǔ)能與負(fù)荷管理，關(guān)注到分布式發(fā)電裝置靈活接入以及分散運(yùn)行管理的具體情況，基于整體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)電壓與諧波控制策略，經(jīng)由調(diào)節(jié)負(fù)荷與儲(chǔ)能裝置的功率，控制配電網(wǎng)內(nèi)部與公共連接點(diǎn)的功率范圍。

4 結(jié)論

新能源越來(lái)越受到關(guān)注，各種關(guān)于新能源的問題也在持續(xù)研究過程中，這其中包括著新能源的開發(fā)以及利用等眾多內(nèi)容，而分布式光伏發(fā)電在新能源的開發(fā)與利用中發(fā)揮著重要作用。經(jīng)由上文對(duì)分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)概念以及特點(diǎn)的分析，能夠看出分布式光伏發(fā)電對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)具有著較大的影響作用，兩者協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)供電穩(wěn)定性以及安全性具有著重要積極作用。

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