袁至

(云南恒昌設(shè)計(jì)咨詢有限公司 云南昆明 650000)

隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步，全球能源危機(jī)問題也日漸嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)更快的發(fā)展，人類對能源進(jìn)行過度開發(fā)，最終導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重侵害。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必須要建立在資源有限性以及生態(tài)保護(hù)這兩大前提下來進(jìn)行，而電力行業(yè)對能源的需求量十分龐大，所以新能源的利用對電力行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

氣候問題是影響到國家發(fā)展的重大問題，國家也明確地提出環(huán)保方面的政策，形成針對生態(tài)文明的整體布局。新能源在智能配電網(wǎng)中的接入是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)環(huán)?；闹匾e措，也是當(dāng)前時代發(fā)展人們所重點(diǎn)關(guān)注的問題。

1 新能源與智能配電網(wǎng)

新能源在智能配電網(wǎng)中的接入是重點(diǎn)研究內(nèi)容。國家針對新能源的接入電網(wǎng)出臺了有關(guān)的政策給予支持，從而能夠?qū)崿F(xiàn)新能源和智能配電網(wǎng)之間的良好融合，對接入后的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源以及保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，保證國家電力行業(yè)的高速發(fā)展。新能源目前已經(jīng)成為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一，傳統(tǒng)的資源儲量無法滿足人們長期發(fā)展的需要，形成以新能源為中心的能源利用網(wǎng)絡(luò)非常必要。電力作為影響人們生活的重要能源，必須要形成更加適應(yīng)時代發(fā)展的智能配電網(wǎng)，結(jié)合新能源的特征，形成具有適應(yīng)性的智能配電網(wǎng)，有效地提升新能源的利用效率，盡早地實(shí)現(xiàn)國家的環(huán)保目標(biāo)[1]。

1.1 新能源介紹

風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電的重要形式，其在電力行業(yè)的應(yīng)用非常普遍，風(fēng)力發(fā)電具備良好的清潔性以及再生性，具有光明的發(fā)展前景和市場空間。風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)帶動風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動，而將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，最終通過發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)電能的供給。智能配電網(wǎng)的發(fā)展更加智能化以及低碳化，風(fēng)力作為重要的新能源，在未來的電力行業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮著無可替代的重要作用。中國的風(fēng)力發(fā)電建設(shè)規(guī)模在全球范圍內(nèi)都處在領(lǐng)先的狀態(tài)，對新能源技術(shù)的開發(fā)過程而言，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與優(yōu)化具有十分關(guān)鍵的作用，而其技術(shù)的發(fā)展以及完善在全球的范圍之內(nèi)都獲得了廣泛關(guān)注。

除了風(fēng)力發(fā)電之外，常見的新能源還有光伏發(fā)電，其為將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電過程，主要是借助于光伏效應(yīng)來達(dá)到發(fā)電的效果[2]。按照光伏發(fā)電的過程進(jìn)行劃分，可為分布式與集中式。光伏發(fā)電具備良好的環(huán)保特征，不受來自地域因素的限制，具有十分廣闊的發(fā)展空間，目前已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用規(guī)模。

1.2 新能源的未來發(fā)展

可再生能源的發(fā)展是世界能源發(fā)展的主要方向，以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電為代表的新能源最終將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不可再生能源，減少能源消耗對環(huán)境所造成的影響。新能源具有顯著的清潔能力，并且具有可再生的特性。化石能源不具備再生性，不僅會對生態(tài)環(huán)境造成一定影響，也不能夠滿足人類的持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)，所以新能源將成為未來社會中的主要能源。

新能源具有非常廣闊的市場發(fā)展前景，在全球范圍內(nèi)新能源的市場在不斷擴(kuò)大，如光伏發(fā)電的市場規(guī)模正迅速地不斷擴(kuò)張。全球各國都對新能源的發(fā)展給予了極大的重視，并通過出臺各項(xiàng)扶持政策、資金支持來為新能源的發(fā)展提供支撐，為新能源的發(fā)展提供了有利的社會環(huán)境。國家的支持使新能源的發(fā)展有了明確的發(fā)展方向，社會市場中的資源也在很大程度上向著有利于新能源發(fā)展的方向傾斜，新能源的發(fā)展獲得了來自社會的大量關(guān)注。

1.3 智能配電網(wǎng)敘述

智能配電網(wǎng)融合了各項(xiàng)技術(shù)，最終形成了一套完善的系統(tǒng)。通過實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的整合，保證配電網(wǎng)能夠正常平穩(wěn)運(yùn)行，保證檢測以及控制過程開展的科學(xué)性，有效地解決新能源接入時可能出現(xiàn)的問題，使電網(wǎng)和用戶之間能夠進(jìn)行良好的互動，用戶可以享受到安全可靠的電力，滿足用戶在實(shí)際生活中的用電需要。智能配電網(wǎng)需要依靠電力以及通信網(wǎng)絡(luò)，同時還需要借助專業(yè)的計(jì)算機(jī)分析軟件來完成數(shù)據(jù)集成的工作，涉及了多種關(guān)鍵技術(shù)形式[3]。

2 新能源發(fā)電技術(shù)對智能配電網(wǎng)的影響

光伏發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展較為迅速的兩類新能源，在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。世界各國對于新能源技術(shù)的研究都集中在其轉(zhuǎn)換以及利用的問題上，從而能夠?qū)⑿履茉吹淖饔贸浞职l(fā)揮出來。風(fēng)力發(fā)電具備成熟的技術(shù)以及商業(yè)化規(guī)模以及十分光明的發(fā)展前景。風(fēng)力發(fā)電的方式是借助于風(fēng)力的帶動作用，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，最終產(chǎn)生電力的過程。其可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以并網(wǎng)運(yùn)行，或者與其他的發(fā)電方式進(jìn)行結(jié)合互補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。光伏發(fā)電的原理是太陽光照射到太陽電池之上，利用光伏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電的過程。

使用新能源進(jìn)行發(fā)電的最終目的是使電力系統(tǒng)中的電量提升，減少電力系統(tǒng)中的一次能量消耗。新能源的發(fā)電過程存在間歇性以及隨機(jī)性的特征，可調(diào)度的程度較差。因?yàn)殡娋W(wǎng)的接納能力有限，所以新能源的發(fā)電過程將給電網(wǎng)帶來一定的負(fù)面影響。新能源作為電力來源，在發(fā)電環(huán)節(jié)受到某些現(xiàn)實(shí)因素的影響，呈現(xiàn)出一定的隨機(jī)特征，會隨外界的變化產(chǎn)生一定的波動，在接入電網(wǎng)后可能會對智慧配電網(wǎng)產(chǎn)生影響，影響電力系統(tǒng)的整體平穩(wěn)運(yùn)行。

首先，會影響到電能的質(zhì)量，因?yàn)楣夥l(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電的過程都會受到來自天氣因素的影響，并且在發(fā)電的過程中涉及了一定的電力電子設(shè)備，導(dǎo)致了諧波以及直流分量的產(chǎn)生。諧波電流在電力系統(tǒng)中的注入，可能會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓出現(xiàn)一定的變化，導(dǎo)致電能的質(zhì)量受到很大的影響，測量儀器無法繼續(xù)正常使用，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)以及自動裝置還可能出現(xiàn)一定問題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性難以得到保證。同時，并網(wǎng)電量存在比較明顯的波動問題，可調(diào)節(jié)性受到一定的限制，并網(wǎng)的階段會產(chǎn)生一定的沖擊電流，容易出現(xiàn)較為顯著的電壓波動或者閃變的情況，影響到穩(wěn)態(tài)電壓的分布，導(dǎo)致無法有效地對電網(wǎng)的情況進(jìn)行控制，調(diào)峰容量也會得到提升。頻繁地對發(fā)電單元進(jìn)行啟動，使配電線路的負(fù)荷不斷增加，將提升電壓調(diào)整的難度。

其次，會對網(wǎng)損產(chǎn)生一定的影響，配電網(wǎng)中接入新能源之后，配電系統(tǒng)將發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變，從單電源輻射式轉(zhuǎn)化為用戶互聯(lián)式，根本性地改變電網(wǎng)的分布形式，無法精準(zhǔn)地預(yù)測負(fù)荷的方向以及大小，從而導(dǎo)致網(wǎng)損不僅會受到負(fù)載的影響，還受到系統(tǒng)連接的電源位置以及容量等因素的影響。

再次，會影響到配電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)控的過程。目前的配電網(wǎng)處在無源放射的狀態(tài)，信息的采集過程、開關(guān)的過程以及能源調(diào)度方面的難度都較低，供電部門統(tǒng)一化地對監(jiān)測和控制的過程進(jìn)行管理，但是新能源的接入使得原本簡單的過程變得復(fù)雜化，尤其是在新能源接入之后可能會出現(xiàn)“孤島”現(xiàn)象，而相關(guān)人員需要對此現(xiàn)象進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理。新能源的本電網(wǎng)與主配電網(wǎng)分離之后，需要輸電給獨(dú)立的配電網(wǎng)，從而導(dǎo)致“孤島”現(xiàn)象的發(fā)生。電網(wǎng)將無法對“孤島”中的電壓和頻率進(jìn)行有效的控制，電壓以及頻率如果超出了一定范圍，會直接地導(dǎo)致用戶的設(shè)備受到影響。負(fù)載容量超越“孤島”逆變量的容量時，會導(dǎo)致逆變器出現(xiàn)過載，從而最終出現(xiàn)燒毀的問題[4]。

最后，關(guān)于并網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前針對新能源的發(fā)電過程還沒有形成比較完善的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，同時在技術(shù)方面還沒有辦法有效保證接入后的電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)的接納能力，將各影響因素所產(chǎn)生的影響最小化。同時，在電能質(zhì)量以及低電壓穿越能力的檢測方面還沒有形成完善的手段，系統(tǒng)安全性的檢測過程還存在一定問題，無法最大程度地保證相關(guān)設(shè)備的安全性。

3 電動車充電設(shè)備對智能配電網(wǎng)的影響

目前所存在的新能源汽車類型主要包括替代燃料汽車、電動汽車以及燃料電池汽車這3 種類型。電動汽車相對于傳統(tǒng)的燃料汽車而言，自身具有顯著的環(huán)保性，并且能夠節(jié)約能源，也是目前汽車行業(yè)發(fā)展的重要發(fā)展方向，未來將成為主要的交通工具形式。電動車充電設(shè)備會對智能配電網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響。首先，可能會影響到電能的質(zhì)量。電動機(jī)的直流充電機(jī)所采用的設(shè)備具有非線性的特征，在實(shí)際的使用過程中，很大程度上會產(chǎn)生諧波以及無功電流，使電能的質(zhì)量受到影響。其次是對配電網(wǎng)可能產(chǎn)生的其他方面的影響。電動車一般都是在白天運(yùn)行，到夜晚進(jìn)行充電，使電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)峰谷的平衡，對電網(wǎng)的負(fù)荷情況進(jìn)行改善，確保為維持電網(wǎng)低負(fù)荷過程而導(dǎo)致的調(diào)峰費(fèi)用能夠有效地減少。

4 新能源接入智能配電網(wǎng)的建議

新能源接入的過程，應(yīng)盡可能地避免來自傳統(tǒng)模式的限制，不用對配電站進(jìn)行構(gòu)建，對消耗的成本進(jìn)行合理的控制，使接入點(diǎn)的基本傳輸效率得到有效減少，輸電的裕度有效提升，負(fù)荷的壓力有效減少，調(diào)節(jié)性能有效提升，合理維持線路的損耗。智能配電網(wǎng)中還包括數(shù)據(jù)的自動采集以及信息的雙向傳輸，對分析的過程進(jìn)行有效的監(jiān)控，可有效科學(xué)監(jiān)管智能配電網(wǎng)的運(yùn)行過程。

4.1 智控模式下的有序充電

在利用新能源來進(jìn)行發(fā)電的過程中，新能源在智能配電網(wǎng)中的接入，實(shí)現(xiàn)電能的單向交換，在有限的時間完成充電之后，無法將信息及時地傳遞給電網(wǎng)進(jìn)行電能的反饋。通過對電網(wǎng)的智能控制模式進(jìn)行利用，可以充分地發(fā)揮出新能源的重要作用，有效地提升響應(yīng)的速度，根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷情況，來對充電的時間進(jìn)行合理安排，使供電的效率得到有效提升，同時也能夠提升操作過程的經(jīng)濟(jì)性。

4.2 雙向互動模式下的有序充電

雙向有序的充放電模式能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，從而完成充電的任務(wù)，反向地將電池中的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，從而能夠最終完成科學(xué)供電。該模式可以使電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力得到有效提升，對用電的高峰以及低值之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，通過開展智能化的運(yùn)行使得峰值和低谷之間的誤差可以得到有效減少，保證智能配電網(wǎng)能夠高效、平穩(wěn)地運(yùn)行[5]。

4.3 對電網(wǎng)的實(shí)際負(fù)荷特性進(jìn)行改善

電荷的負(fù)荷特性所產(chǎn)生的影響是較大的，所以需要采取一定的措施來對其進(jìn)行改善。智能配電網(wǎng)中的峰值與低谷之間存在著較大的差距，當(dāng)電網(wǎng)處在負(fù)荷較高的階段時，需要具備足夠的容量來對負(fù)荷的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，處于低谷時需要對閑置的容量進(jìn)行合理的應(yīng)用，避免浪費(fèi)的情況發(fā)生。工作開展的整個階段，因?yàn)楦鞣N各樣的因素可能產(chǎn)生的干擾，在很大程度上會產(chǎn)生資源浪費(fèi)。通過新能源在智能配電網(wǎng)中的接入，能夠在很大程度上減少能源的消耗，使峰值和低谷之間的峰值差距能夠得到有效減少。通過使電網(wǎng)的負(fù)荷波動最大程度減少，使電網(wǎng)設(shè)備的利用率得到有效強(qiáng)化，電網(wǎng)的投資能夠得到合理的延緩，供電效率得到有效提升，供電的經(jīng)濟(jì)性得到很大程度的提升。

4.4 參與電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)

智能配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中，對能源接入后的調(diào)試情況要給予足夠的重視，結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況以及響應(yīng)的工作要求，使電網(wǎng)的頻率以及其他相關(guān)的一些指標(biāo)能夠保持在合理的范圍之內(nèi)。電網(wǎng)應(yīng)該及時高效地對頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使負(fù)荷以及系統(tǒng)能夠處在較為平衡的狀態(tài)。基于特定的模式，新能源在智能配電網(wǎng)中的接入，可以在處在低谷時完成充電的過程，在高峰的過程中進(jìn)行放電，改善傳統(tǒng)的調(diào)試模式。新能源未來將大規(guī)模接入智能配電網(wǎng)當(dāng)中，對電網(wǎng)的頻率進(jìn)行高效的調(diào)節(jié)，能夠最大限度地確保電網(wǎng)調(diào)頻的高效性，保證電網(wǎng)運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性[6]。

4.5 新能源分布式發(fā)電消納

智能配電網(wǎng)中包含新能源的接入功能以及雙向的通信網(wǎng)等功能。實(shí)際的工作過程中可以適當(dāng)?shù)貥?gòu)建起智能配電網(wǎng)的模型，從而能夠更加高效地分析新能源在智能配電網(wǎng)中的接入對其產(chǎn)生的深度影響，監(jiān)控配電網(wǎng)中各項(xiàng)組件的實(shí)際情況，確定供用電的最佳的組合。新能源的發(fā)電過程存在明顯的隨機(jī)性的特征，并且在實(shí)際運(yùn)行的過程中呈現(xiàn)出一定的波動性，最終將會對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行過程造成很大程度的影響，存在很大的不利性?？梢酝ㄟ^利用新能源充電負(fù)荷可控的基本特征，將分布式電站、電動汽車充電站組成微網(wǎng)，之后進(jìn)行并網(wǎng)處理，使得隨機(jī)性所產(chǎn)生的影響能夠很大程度地減少，保證電網(wǎng)能夠更加平穩(wěn)、高效地工作。圖1為新能源分布式發(fā)電消納體系示意圖。

圖1 新能源分布式發(fā)電消納體系示意圖

5 結(jié)語

綜上所述，在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，新能源在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用是未來發(fā)展的必然趨勢，使負(fù)荷側(cè)的交互可以順利地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)接入電源的多樣化。新能源在智能配電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用，主要的優(yōu)勢為其本身的便捷性，不會受到來自時間以及空間等因素的限制，能夠根據(jù)實(shí)際需求使用。該文對新能源接入可能會對配電網(wǎng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了討論，并且結(jié)合其影響提出了相關(guān)的有效建議，從而能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作的開展提供一定的發(fā)展方向。