分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

羅熹　張志文　杜澤源

【摘 要】分布式光伏發(fā)電也就是在用戶的周邊建設(shè)的，以用戶側(cè)自發(fā)自用、多余電量上網(wǎng)為主要方式，以配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為主要特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電對主動配電網(wǎng)具有著一定的影響，需要借助于合理的手段將兩者進(jìn)行協(xié)調(diào)，才能夠確保其發(fā)揮最大化的價值。文中經(jīng)由對分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)概念的闡述，分析了主動配電網(wǎng)中分布式光伏發(fā)電所發(fā)揮的影響作用，并對兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展問題展開研究。

【關(guān)鍵詞】分布式光伏發(fā)電；主動配電網(wǎng)；協(xié)調(diào)發(fā)展

中圖分類號： TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）02-0197-002

【Abstract】Distributed photovoltaic power generation is in the user's surrounding construction，to the user side spontaneous for private use，excess capacity as the main way，online distribution system balance adjustment as the main characteristics of photovoltaic power generation facilities.Distributed photovoltaic to active distribution network has a certain influence， need the help of reasonable means to coordinate between the two，to ensure its maximum value.In this paper，through the concept of distributed photovoltaic power generation and active power distribution network，analyzes the active play to the effects of the distribution of distributed photovoltaic effect，and the coordinated development of the two problems.

【Key words】Distributed photovoltaic power generation；Active distribution network；The coordinated development

0 前言

對于分布式光伏發(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，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)定運行，常規(guī)會應(yīng)用到限制分布式光伏發(fā)電接入容量，對接入實施規(guī)范的方法。主動配電網(wǎng)是近年來比較受到關(guān)注的重點問題，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)注到這一點客觀事實來促使兩者能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 概念簡述

1.1 主動配電網(wǎng)

主動配電網(wǎng)被定義為能夠綜合控制多個分布式電源、負(fù)荷、儲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。主動配電網(wǎng)的理念主要呈現(xiàn)在規(guī)劃、控制、管理等主動性以及感知的全面性上。主動配電網(wǎng)被視為智能配電系統(tǒng)，近年來廣泛應(yīng)用在社區(qū)與廠區(qū)等領(lǐng)域，對進(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。實際上，主動配電網(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，其核心價值在于調(diào)整電力在升壓與長途運輸中的損耗問題。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)電項目中，此項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：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)電項目的容量可控制在數(shù)千瓦之內(nèi)，光伏電站的大小對發(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)電項目在整個發(fā)電期間，并不會發(fā)出噪聲，且不會對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)電同時也能夠?qū)崿F(xiàn)儲能作用。分布式光伏發(fā)電應(yīng)用模式如圖1所示。

2 主動配電網(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)，此項技術(shù)能夠為電網(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，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)，對各種故障進(jìn)行可靠的判斷，同時識別發(fā)生故障的區(qū)間，實現(xiàn)安全隔離。

2.2 儲能技術(shù)與能量管理技術(shù)

儲能技術(shù)是結(jié)合具有差異性的儲能形式在規(guī)模與功率密度、速率、成本、可用性等方面的優(yōu)勢與劣勢，針對規(guī)?；瘍δ芟到y(tǒng)，將各種儲能介質(zhì)協(xié)調(diào)應(yīng)用，經(jīng)由對各種儲能方式配比優(yōu)化設(shè)計以及協(xié)調(diào)控制，發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)混合儲能系統(tǒng)的最大化價值。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)，對電網(wǎng)運行狀態(tài)、電源、負(fù)荷特性進(jìn)行識別，并在單元層面評估電源出力、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，儲能管理技術(shù)能夠建立在多源大數(shù)據(jù)平臺上，經(jīng)由協(xié)同優(yōu)化技術(shù)來優(yōu)化主動配電網(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，對本地電壓控制環(huán)節(jié)與控制能力實現(xiàn)動態(tài)追蹤以及實施評估，向系統(tǒng)預(yù)報地區(qū)內(nèi)無功需求以及無功可調(diào)節(jié)量，由系統(tǒng)實現(xiàn)全局優(yōu)化。另外，結(jié)合系統(tǒng)給出的電壓控制值經(jīng)由低于各無功電壓控制環(huán)節(jié)的聯(lián)合控制，確保接入點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)電與主動配電網(wǎng)各自的特點，分布式發(fā)電與主動配電網(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)計階段對此加以考慮。依據(jù)不同地區(qū)的特點以及實際需求，需要結(jié)合其實際情況建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，并對配電網(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)所帶來的負(fù)面影響。在此階段中關(guān)注的關(guān)鍵點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)用越來越廣泛后，單向的應(yīng)用技術(shù)規(guī)范來限制分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的模式廣泛應(yīng)用，經(jīng)由引入主動配電網(wǎng)技術(shù)對傳統(tǒng)配電網(wǎng)實施優(yōu)化升級，能夠在系統(tǒng)層面改善分布式光伏發(fā)電對配電網(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 實驗示范

基于實驗示范項目對分布式光伏發(fā)電以及主動配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)實施演示，一方面能夠促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，另一個方面能夠為先關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障。在電網(wǎng)架構(gòu)相對薄弱以及電力功能水平不足的地區(qū)中，其關(guān)注點應(yīng)該是實驗功率以及電壓的動態(tài)控制，在外部電網(wǎng)發(fā)生巨大的變動或是突發(fā)故障時，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)，主要實驗主動配電網(wǎng)基于儲能與負(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行管理的具體情況，基于整體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計電壓與諧波控制策略，經(jīng)由調(diào)節(jié)負(fù)荷與儲能裝置的功率，控制配電網(wǎng)內(nèi)部與公共連接點的功率范圍。

4 結(jié)論

新能源越來越受到關(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)由上文對分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)概念以及特點的分析，能夠看出分布式光伏發(fā)電對主動配電網(wǎng)系統(tǒng)具有著較大的影響作用，兩者協(xié)調(diào)發(fā)展對供電穩(wěn)定性以及安全性具有著重要積極作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]薛書倩.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)對配電網(wǎng)安全的影響分析[J].江西建材，2017，08（23）：191.

[2]程孟增，于佳，戴曉宇，等.分布式光伏接入主動配電網(wǎng)電壓特性研究[J].東北電力技術(shù)，2017，38（05）：18-22.

[3]王焱.關(guān)于分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展探究[J].通訊世界，2017，09（01）：161-162.