含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃與分析

趙琦

摘? ?要：伴隨著分布式發(fā)電技術(shù)的逐漸提高，其發(fā)電成本逐漸得到降低，由此，在電力系統(tǒng)當(dāng)中分布式發(fā)電所占據(jù)的比例會(huì)隨之增加，特別是在分布式電源連入到配電網(wǎng)之后，分布式電源對(duì)于配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓以及短路電流等都將帶來(lái)積極的影響，影響效果的大小和分布式電源的容量以及分布式電源的接入點(diǎn)有著緊密的關(guān)聯(lián)，這將給予配電網(wǎng)規(guī)劃巨大的全新挑戰(zhàn)。針對(duì)此情況，本文將對(duì)含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行詳細(xì)的探究和分析。

關(guān)鍵詞：分布式電源? 分布式發(fā)電技術(shù)? 配電網(wǎng)? 規(guī)劃? 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM732? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（c）-0036-02

1? 分布式電源的特點(diǎn)

何為分布式電源裝置？其指的就是功率達(dá)到數(shù)千瓦的，和環(huán)境融合的獨(dú)立性電源。分布式電源裝置可以由不同的業(yè)主所有，用來(lái)全面滿足我國(guó)電力體系與電力使用者的特殊要求[1]。分布式電源主要用于區(qū)域負(fù)荷調(diào)峰、電網(wǎng)邊緣用戶供電以及商業(yè)區(qū)域與居住區(qū)域進(jìn)行供電，節(jié)約輸變電上的投入量，提升供電的有效性等。分布式電源體系不是單純的采用過(guò)去的發(fā)電方法和技術(shù)，是創(chuàng)建在現(xiàn)代化自動(dòng)控制體系、現(xiàn)代化材料技術(shù)、現(xiàn)代化制造加工等等先進(jìn)技術(shù)的前提下，擁有排放污染率低、便捷靈活、有效性高等特征的創(chuàng)新型電力能源生產(chǎn)體系[2]。

2? 含分布式電源的配電網(wǎng)具體特征

進(jìn)行含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃探究，第一步需要做的就是了解和掌握含分布式電源的配電網(wǎng)具體特征[3]。目前，伴隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)電力供應(yīng)的可靠性和有效性要求逐漸升高，電力供應(yīng)企業(yè)想要更充足的滿足大眾以及社會(huì)各大企業(yè)的發(fā)展需要，要加快創(chuàng)建與改造當(dāng)前配電網(wǎng)的網(wǎng)架情況。此時(shí)，分布式電源的小容量，以及較低的電源出口電壓等特征，決定了它較為合適的連入方法是在公用化的配電網(wǎng)連入體系。在這樣大環(huán)境中將來(lái)含分布式電源的配電網(wǎng)將會(huì)出現(xiàn)的主要特征大致為三方面：第一，含分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸拓展，配電網(wǎng)的網(wǎng)架構(gòu)造更為穩(wěn)固和復(fù)雜。第二，因?yàn)榇嬖谠S多重要的用戶，使得將會(huì)采用例如雙輻射以及鏈?zhǔn)降冗@樣可靠性更高的連線方法。第三，伴隨著我國(guó)城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的網(wǎng)架逐漸革新與健全，大量減短了單條配電線路的使用，使得電力供電的半徑更為科學(xué)化。

3? 分布式電源對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃帶來(lái)的影響

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的終端，其質(zhì)量參數(shù)受終端負(fù)荷的影響顯著，不僅關(guān)系到千家萬(wàn)戶的直接用電效果，也嚴(yán)重關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的供電效率。隨著分布式電源的接入，配電網(wǎng)將成為開(kāi)源式系統(tǒng)，其運(yùn)行方式和運(yùn)行指標(biāo)都將出現(xiàn)極大的改變。國(guó)外在分布式電源的研發(fā)和并網(wǎng)應(yīng)用方面較為成熟，率先制定了分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。IEEE早在2003年就頒布了IEEE P1547系列標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分布式電源及其并網(wǎng)要求做出了明確規(guī)定。隨著國(guó)內(nèi)分布式電源的發(fā)展，國(guó)標(biāo)GB/T19939-2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》、GB/T20046-2006《光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》、國(guó)家電網(wǎng)公司Q/GDW 480《分布式電源并入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也規(guī)范了國(guó)內(nèi)分布式電源的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。

從本質(zhì)上來(lái)看，分布式電源帶來(lái)的影響是因其轉(zhuǎn)變了電網(wǎng)組成的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行的大環(huán)境，使得規(guī)劃的隨機(jī)性以及不確定性都明顯增多，因此在思考配電網(wǎng)規(guī)劃的傳統(tǒng)要素時(shí)，還要結(jié)合分布式電源對(duì)于配電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中帶來(lái)的各種影響，主要包括以下幾點(diǎn)：

第一，負(fù)荷預(yù)測(cè)。分布式電源的廣泛應(yīng)用，使得傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃中的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力平衡計(jì)算以及電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不確定性有所增加。大量分布式電源在現(xiàn)階段主要為光伏、風(fēng)能、燃?xì)獾刃问剑渌l(fā)電能主要為自發(fā)自用。受自然條件及冬季燃?xì)夤?yīng)影響，在當(dāng)日、當(dāng)月乃至當(dāng)年內(nèi)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷曲線的影響難以估算，特別是對(duì)規(guī)劃中的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)造成極大影響，使得電力負(fù)荷增加的狀況更難判斷和預(yù)測(cè)。第二，電力平衡。區(qū)別于過(guò)去的傳統(tǒng)電源形式，大部分的分布式電源不能進(jìn)行相對(duì)穩(wěn)固的電力輸出，不能將其單純的作為傳統(tǒng)電源，其對(duì)大負(fù)荷時(shí)期，特別是對(duì)于電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷平衡作用有限，甚至可能在電網(wǎng)負(fù)荷峰值時(shí)需要電網(wǎng)反供電，對(duì)安全運(yùn)行帶來(lái)不確定因素。第三，分布式電源的應(yīng)用壓縮了傳統(tǒng)電網(wǎng)的供電負(fù)荷和電量，提高了電網(wǎng)側(cè)對(duì)分布式電源的投資，繼而使得電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)降低。第四，分布式電源的大規(guī)模并網(wǎng)會(huì)對(duì)電力體系構(gòu)造帶來(lái)重大影響，電力體系從之前的單向輻射構(gòu)成變成多電源構(gòu)成，對(duì)于大規(guī)模發(fā)電廠的依賴(lài)度漸漸的降低，傳統(tǒng)電力電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)也出現(xiàn)改變，例如電網(wǎng)電壓調(diào)整、電網(wǎng)無(wú)功平衡、潮流分布等等綜合性問(wèn)題會(huì)對(duì)電力體系的運(yùn)行帶來(lái)影響 [4]。

4? 含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化

現(xiàn)階段，應(yīng)對(duì)分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)的影響主要是對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，利用增加配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)，增加防孤島設(shè)備、增加單向電流控制裝置等技術(shù)手段，提升配電網(wǎng)智能水平，實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)智能診斷、自我治愈是確保配電網(wǎng)安全穩(wěn)定的主要方式。在配電網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)該著重考慮以下方面：

一是分布式電源接入電壓等級(jí)的選擇。應(yīng)根據(jù)裝機(jī)容量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果和地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí)，最終并網(wǎng)電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選論證確定，優(yōu)先考慮低電壓等級(jí)接入。

二是對(duì)配電網(wǎng)潮流的影響。當(dāng)配電網(wǎng)中含有分布式電源時(shí)，線路潮流方向和大小將受到分布式電源容量、接入位置等因素的影響。例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)所用的發(fā)電機(jī)多是異步發(fā)電機(jī)，它的運(yùn)行需要無(wú)功的支撐，這樣更加重了電網(wǎng)的無(wú)功負(fù)擔(dān)，需要就近安裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。

三是對(duì)配電網(wǎng)電壓和電能質(zhì)量的影響。一方面，分布式電源接入會(huì)改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓分布規(guī)律。例如風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)引起系統(tǒng)無(wú)功變化，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)電壓。另一方面，分布式電源裝置以逆變方式接入配電網(wǎng)，還會(huì)造成電壓的波動(dòng)、閃變等電能質(zhì)量問(wèn)題。可以考慮在分布式電源附近增設(shè)濾波器等濾波裝置降低系統(tǒng)諧波含量，提高系統(tǒng)電能質(zhì)量。

四是對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響。分布式電源接入后，短路電流的方向及水平將受分布式電源的類(lèi)型、接入位置及容量的影響而發(fā)生變化，可能導(dǎo)致原保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生不正確動(dòng)作。需要在分布式電源接入配電網(wǎng)后，重新考慮各方面的因素，包括繼電保護(hù)在內(nèi)的智能化優(yōu)化。

五是對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行控制的影響。分布式電源大規(guī)模發(fā)展首先就是要面臨系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、電網(wǎng)適應(yīng)性、電壓控制、安全穩(wěn)定性等問(wèn)題。需要增強(qiáng)配電網(wǎng)信息化建設(shè)，提高調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度和管理能力。

5? 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，進(jìn)行含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃分析，首要掌握含分布式電源的配電網(wǎng)具體特征，再者探討分布式電源的連入對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃造成的影響，其次是含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行的優(yōu)化，提高含分布式電源的配點(diǎn)網(wǎng)可靠性與有效性，從而提高各大供電企業(yè)的服務(wù)水準(zhǔn)，以及提高電力企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡恒宇1.含分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃分析[J].名城繪，2018（5）：244.

[2] 劉永強(qiáng)，鄭寧寧，邵云峰，等.基于混合粒子群優(yōu)化的含分布式電源配電網(wǎng)分層規(guī)劃方法研究[J].智慧電力，2019，47（12）：85-92，109.

[3] 屈高強(qiáng)，王誠(chéng)良，靳盤(pán)龍，等.新型負(fù)荷及分布式電源接入配網(wǎng)承載能力綜合評(píng)估[J].電測(cè)與儀表，2019，56（19）：37-45，113.

[4] 孔順飛，胡志堅(jiān)，謝仕煒， 等.計(jì)及風(fēng)光儲(chǔ)與充電站的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層協(xié)同規(guī)劃[J].電測(cè)與儀表，2019，56（17）：60-68.