分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

馬效國(guó)

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，分布式電網(wǎng)技術(shù)得到廣泛運(yùn)用，已成為電能生產(chǎn)中關(guān)鍵的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電技術(shù)與微網(wǎng)以及智能配電網(wǎng)的有效結(jié)合，能夠保證國(guó)家電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定且可靠的運(yùn)行，同時(shí)改善電網(wǎng)系統(tǒng)在中低壓層的運(yùn)行，充分彰顯出技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保證電力系統(tǒng)始終處于相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

1 分布式發(fā)電的基本概述

1.1 運(yùn)行特性

分布式電源具備多種動(dòng)態(tài)特性，且分布式發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特定并非只體現(xiàn)在電源，除少數(shù)直接并網(wǎng)分布式電源外，還存在多數(shù)電源依靠電力電子裝置完成基本的并網(wǎng)工作。

1.2 分布式發(fā)電技術(shù)問(wèn)題

基于經(jīng)濟(jì)性的基本原則，分布式電源只有通過(guò)并網(wǎng)運(yùn)行，才可以及時(shí)凸顯出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保證實(shí)際功效的發(fā)揮。分布式電源本身具有的特性決定電源出力只能伴隨著外部條件發(fā)生的顯著改變而不斷變化，無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)負(fù)荷供電，因此難以實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)度，依然需要借助于電源及其他的儲(chǔ)能裝置。

2 分布式發(fā)電的發(fā)展與挑戰(zhàn)

2.1 分布式發(fā)電的進(jìn)程

通過(guò)分布式發(fā)電，可逐步降低千瓦電能，保證在電能投入使用后，合理降低相關(guān)成本，取得理想化的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)行此類(lèi)發(fā)電方式，可滿(mǎn)足人們的日常生活需要，因而引起政府的高度重視，支持力度日益加大，保證其能夠及時(shí)運(yùn)用至發(fā)電過(guò)程中。鑒于小型分布式發(fā)電廠生產(chǎn)的電能無(wú)法迎合當(dāng)代社會(huì)的實(shí)際用電需要，需要相關(guān)部門(mén)正視問(wèn)題，加大基本的管理力度。

2.2 分布式發(fā)展的挑戰(zhàn)

首先需要解決的是分布式發(fā)電計(jì)量問(wèn)題。能源呈現(xiàn)雙向流動(dòng)，在白天且用戶(hù)無(wú)人用電的情況下，分布式發(fā)電產(chǎn)生的電能會(huì)注入到相應(yīng)的配電網(wǎng)，然而此時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量用戶(hù)的用電情況，若是在測(cè)量電流時(shí)采用雙向測(cè)量，就需要更換大量的電流測(cè)量表，致使電能的使用成本大大增加[1]。分布式發(fā)電在發(fā)展過(guò)程中還需要面臨其他的挑戰(zhàn)，如分布式發(fā)電的安全問(wèn)題與效率問(wèn)題。

3 微網(wǎng)基本概述

3.1 微網(wǎng)結(jié)構(gòu)

微網(wǎng)中通常只包含一種分布式電源，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)易。部分設(shè)備微網(wǎng)中會(huì)包含多個(gè)分布式電源，可能是由較為簡(jiǎn)單的微網(wǎng)組合而成，也可能是通過(guò)多種性質(zhì)互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行的分布式電源組合而成。相較于簡(jiǎn)易的微網(wǎng)，此種設(shè)備微網(wǎng)在實(shí)際設(shè)計(jì)及運(yùn)行的階段，會(huì)面臨較為復(fù)雜的局面。

3.2 相關(guān)技術(shù)問(wèn)題

微網(wǎng)和外部電網(wǎng)作用機(jī)理是微網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，在微網(wǎng)中會(huì)出現(xiàn)較多的能源輸入及能源輸出點(diǎn)，導(dǎo)致其動(dòng)態(tài)特性變得極為復(fù)雜。除不同單元存有動(dòng)態(tài)特性外，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型也會(huì)影響微網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性。

4 微網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

4.1 微網(wǎng)的發(fā)展

科學(xué)運(yùn)用微網(wǎng)技術(shù)，能夠及時(shí)處理分布式發(fā)電并網(wǎng)階段電源可能出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，保證分布式發(fā)電技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到更好的運(yùn)用。微網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)之一便是保證電能儲(chǔ)備基本功效的發(fā)揮，對(duì)維持電網(wǎng)的功率平衡起到重要作用，同時(shí)可降低相關(guān)工作人員的操作難度。微網(wǎng)技術(shù)也可及時(shí)彌補(bǔ)分布式電網(wǎng)中存在的弱項(xiàng)，進(jìn)一步促使分布式發(fā)電技術(shù)得到大范圍運(yùn)用。

4.2 微網(wǎng)的挑戰(zhàn)

若分布式電源出現(xiàn)負(fù)電荷，整個(gè)微網(wǎng)電壓也會(huì)呈現(xiàn)出逐步下降的態(tài)勢(shì)，通過(guò)將分布式發(fā)電方式科學(xué)接入到微網(wǎng)控線(xiàn)中，微網(wǎng)系統(tǒng)中的注入功率可及時(shí)抵消負(fù)載電流，確保電網(wǎng)系統(tǒng)中的負(fù)荷呈現(xiàn)減小狀態(tài)[2]。在分布式電壓產(chǎn)生的功率合理注入至微網(wǎng)系統(tǒng)過(guò)程中，若尚未達(dá)到相應(yīng)水平，需遠(yuǎn)離完工調(diào)節(jié)器所在區(qū)域。

5 智能配電網(wǎng)基本概述

5.1 組成分析

智能配電網(wǎng)的重要組成部分包括智能表計(jì)、智能網(wǎng)絡(luò)及智能運(yùn)行元件。其中，智能表計(jì)可保證系統(tǒng)可觀性的逐步提升，促使電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息化和實(shí)踐智能化。智能網(wǎng)絡(luò)則是為智能化配電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，使其可在特定的空間中實(shí)現(xiàn)智能化的目標(biāo)。智能運(yùn)行則是借助智能化手段，及時(shí)運(yùn)行相關(guān)電網(wǎng)，達(dá)成運(yùn)行的目標(biāo)。

5.2 相關(guān)技術(shù)問(wèn)題

技術(shù)上的推動(dòng)及商業(yè)需求的穩(wěn)步拉動(dòng)是智能配電網(wǎng)發(fā)展動(dòng)力的源泉。通過(guò)在技術(shù)層面上的深入分析，促進(jìn)分布式發(fā)電與信息技術(shù)的共同發(fā)展，使配電網(wǎng)向智能化方向轉(zhuǎn)變。鑒于分布式發(fā)電技術(shù)的需求較大，通過(guò)將分布式電源合理借助微網(wǎng)接入配電網(wǎng)，能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。智能配電網(wǎng)的運(yùn)行如圖1所示。

6 智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

6.1 智能配電網(wǎng)的發(fā)展

對(duì)智能化的配電網(wǎng)，存在著廣義與狹義兩種解讀。從廣義上分析，智能配電網(wǎng)具備數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，在故障預(yù)防方面也有著突出的表現(xiàn)。在狹義層面上，智能配電網(wǎng)具備的智能化往往會(huì)在其基本的建設(shè)階段得到彰顯，促使電網(wǎng)配置實(shí)現(xiàn)逐步優(yōu)化，進(jìn)而保障電網(wǎng)安全有效的運(yùn)行。

圖1 智能配電網(wǎng)的運(yùn)用

6.2 智能配網(wǎng)的挑戰(zhàn)

當(dāng)前，微網(wǎng)技術(shù)可借助分布式發(fā)電技術(shù)產(chǎn)生的電源適當(dāng)接入至配電網(wǎng)，對(duì)國(guó)家發(fā)電企業(yè)造成積極的影響。該技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)表現(xiàn)在激勵(lì)研究，例如為使微網(wǎng)智能配電網(wǎng)充分發(fā)揮出特殊電源的作用，將工作重心放置于發(fā)電電源的輸入和輸出，保證微網(wǎng)自身產(chǎn)生的相互作用能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成積極影響[3]。然而，在智能配電網(wǎng)中，穩(wěn)定性的相關(guān)問(wèn)題依然存在且較為嚴(yán)峻，在未來(lái)的發(fā)展中應(yīng)重視分析分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及配電網(wǎng)這三者之間相互作用的機(jī)制。

7 結(jié) 論

建設(shè)合理、有效的智能電網(wǎng)體系以及相應(yīng)的發(fā)電機(jī)機(jī)制是解決我國(guó)環(huán)境、能源等諸多問(wèn)題的重要解決措施，是我國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)必然舉措。相關(guān)人員應(yīng)加大對(duì)分布式發(fā)電、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)的研究力度，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。