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

寇群

摘 要：在我國工業(yè)化進(jìn)程飛速發(fā)展的同時(shí)，人們對電力能源的消耗量越來越大，我國電力企業(yè)也在不間斷地提高自身的服務(wù)質(zhì)量?，F(xiàn)階段，我國的新型發(fā)電技術(shù)主要包括分布式發(fā)電、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)這三個(gè)領(lǐng)域。分布式發(fā)電，可以最大程度的利用各個(gè)地區(qū)的清潔可再生能源，充分發(fā)揮了節(jié)約能源的作用。微網(wǎng)，對分布式發(fā)電具有巨大的影響，它是電源效能得以充分發(fā)揮的主要途徑，在不同的結(jié)構(gòu)中，對分布式發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行的起到了重要的保障作用。智能配電網(wǎng)，通過對微網(wǎng)的處理，讓分布式發(fā)電電能更加順利的接入，以促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電能發(fā)展；分布式發(fā)電；微網(wǎng)技術(shù)；智能配電網(wǎng)；面臨挑戰(zhàn)

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0162-02

分布式發(fā)電具有長遠(yuǎn)的發(fā)展空間，從目前的形式來看，它在未來必將成為生產(chǎn)電能的主要途徑，有效的結(jié)合微網(wǎng)和智能配電網(wǎng)，充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的作用。徹底改變其在中低壓層面的運(yùn)行方式。分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)通過完美的配合，有效地發(fā)揮出技術(shù)的優(yōu)勢作用，促進(jìn)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。故，本文對分布式發(fā)電、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)分別做出簡單的概括，客觀的分析出發(fā)展的前景，并闡述其各自面臨的挑戰(zhàn)。

1 分布式發(fā)電的發(fā)展與挑戰(zhàn)

1.1 分布式發(fā)電的概括

分布式發(fā)電，是一門新興技術(shù)，它可以充分利用分散的能源和可再生能源等來提供發(fā)電。通常，分布式發(fā)電的電源容量是不同的，較小型的分布式電源大概是數(shù)百千瓦的電能容量，較大型的分布式電源容量可以高達(dá)數(shù)兆瓦的電能。分布式發(fā)電這門技術(shù)，在發(fā)電方面非常靈活實(shí)用，具有極大的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

1.2 分布式發(fā)電的發(fā)展前景

分布式發(fā)電，可以降低發(fā)電的千瓦電能成本，尤其是在電能投入使用后，更大程度的降低了電能的使用成本，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)榉植际桨l(fā)電的良好優(yōu)勢，國家已經(jīng)展開了對分布式發(fā)電的扶持行動，由此可見，分布式發(fā)電已經(jīng)普遍的使用到了人們的生活當(dāng)中。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量日益提高，電能的消耗也越來越大，小型的分布式發(fā)電已經(jīng)不能滿足人們的需求。所以，新型模式的并網(wǎng)發(fā)電得到了廣泛的應(yīng)用，這種新型的模式可以為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供一定的保障。在中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，如果分布式發(fā)電電能的數(shù)值高達(dá)一定程度后，會很大程度的影響正在運(yùn)行的配電網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)而降低了用戶用電的穩(wěn)定性。從目前的配電系統(tǒng)的使用情況來看，它還不能有效的把分布式發(fā)電電能大面積地接入到配電網(wǎng)中[1]。

1.3 分布式發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)

由于我國人口眾多，導(dǎo)致油田、天然氣等燃料價(jià)格相對較高，所以用天然氣來提供發(fā)電的成本非常高，而根據(jù)分布式發(fā)電的節(jié)能特點(diǎn)的優(yōu)勢，應(yīng)該選用成本較低的自然資源或是可再生能源來作為燃料。選擇好適當(dāng)?shù)娜剂现?，分布式發(fā)電仍需要面對兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)。第一，占地面積的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覈娜丝跀?shù)量龐大、分布密集，所以在城市占地中建設(shè)分布式發(fā)電基站是比較困難的。第二，表計(jì)成本的挑戰(zhàn)，分布式發(fā)電的電能注入配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)是需要記錄的，而大部分居民在白天工作，消耗的電能極少，所以需要雙向測量來更新電流表，進(jìn)而需要大量的表計(jì)更換，增大了電能成本。

2 微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

2.1 微網(wǎng)技術(shù)的概括

微網(wǎng)的本質(zhì)就是小型配電系統(tǒng)，其能夠獨(dú)立的進(jìn)行控制和管理。從運(yùn)行角度來看，微網(wǎng)既能作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行自我運(yùn)行，還能實(shí)現(xiàn)和外部電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)的目的。微網(wǎng)主要包括：電能儲備裝置、分布式電源、能源轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控保護(hù)裝置。

2.2 微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景

微網(wǎng)技術(shù)對分布式電源在并網(wǎng)過程中產(chǎn)生的問題可以進(jìn)行有效的解決，這樣可以使分布式發(fā)電技術(shù)在中低壓中被成功的使用。除此之外，微網(wǎng)技術(shù)自身的特殊屬性就包括電能儲備，并且還能對儲備的電能進(jìn)行科學(xué)有效的管理，從而為保持電網(wǎng)功率的平衡提供保障，進(jìn)而使調(diào)度人員的工作效率和質(zhì)量都得到有效的提高。微網(wǎng)技術(shù)在一定程度上對分布式發(fā)電技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn)，從而使其可以被廣泛的應(yīng)用。

2.3 微網(wǎng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

2.3.1 電壓方面的挑戰(zhàn)

在高電壓中，如果饋線上只有負(fù)荷卻沒有分布式電源，這樣會導(dǎo)致饋線的電壓顯著的降低，但是當(dāng)饋線進(jìn)行分布式電源的有效連接，就會使微網(wǎng)中注入功率和負(fù)載電流進(jìn)行相互消除，從而使系統(tǒng)的負(fù)荷得到顯著的改善；在低電壓中，為了實(shí)現(xiàn)饋線電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓可以有效提高的目的，通常會使用補(bǔ)償線路壓降的方式，來達(dá)到系統(tǒng)處于穩(wěn)定電壓的狀態(tài)中。但是分布式發(fā)電向微網(wǎng)系統(tǒng)中注入的功率不達(dá)標(biāo)時(shí)，就會導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的遠(yuǎn)端位置電壓降低的情況出現(xiàn)。

2.3.2 頻率方面的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中都會存在一定的慣量，所以頻率成為影響負(fù)荷變動初始功率平衡的主要因素之一，對于分布式發(fā)電而言，電力電子設(shè)備本身不具備儲能的特征，并且原動機(jī)的響應(yīng)速度比較遲緩，從而使得慣量較小的電源系統(tǒng)無法及時(shí)響應(yīng)電能負(fù)荷的變化[2]。

2.3.3 諧波方面的挑戰(zhàn)

在分布式電網(wǎng)中，很多的電力電子設(shè)備并沒有被有效的利用，這樣導(dǎo)致大量諧波的出現(xiàn)，從而對分布式發(fā)電方式和轉(zhuǎn)化器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良的影響，同時(shí)也對電壓的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

2.3.4 電壓閃變方面的挑戰(zhàn)

采用分布式發(fā)電的系統(tǒng)在啟動的時(shí)候，導(dǎo)致電壓閃變現(xiàn)象出現(xiàn)的因素有很多，比如：電壓的輸出變化、系統(tǒng)中電壓的反饋控制設(shè)備等。電壓閃變直接作用在配電網(wǎng)和微網(wǎng)中，從而對其產(chǎn)生一定的影響。

3 智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

3.1 智能配電網(wǎng)的概括

智能配電網(wǎng)是利用現(xiàn)代化的科技手段，以及使用數(shù)字控制型的電器設(shè)備，來建立全新的電網(wǎng)，使其具備智能化、安全高效等特點(diǎn)。智能配電網(wǎng)一方面對先進(jìn)技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)行有效的集成融合，來實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)算的目的；另一方面，其可以對設(shè)備資源和客戶響應(yīng)等信息進(jìn)行有效整合和優(yōu)化，并建立成統(tǒng)一的電網(wǎng)模型，從而實(shí)現(xiàn)智能軟件的功能。

3.2 智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景

智能電網(wǎng)可以從兩方面進(jìn)行敘述。在廣義方面，智能配電網(wǎng)主要具有數(shù)字信息化和自動化的特點(diǎn)，并且還具有一定的兼容性、預(yù)防故障性等特征；從狹義方面來講，智能主要在電網(wǎng)核心建設(shè)方面得到有效的體現(xiàn)。智能配電網(wǎng)能夠使分布式發(fā)電被大規(guī)模應(yīng)用，并且可以起到對電網(wǎng)資源進(jìn)行有效優(yōu)化和科學(xué)配置的效果，從而使電網(wǎng)的正常運(yùn)行得到有效的保障，也使得提供給人們使用的電力安全性得到顯著的提高，進(jìn)而與我國可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)更加的吻合[3]。

3.3 智能配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

從技術(shù)角度分析，分布式發(fā)電技術(shù)可以有效的促使配電網(wǎng)技術(shù)向智能化方向轉(zhuǎn)變，即智能配電網(wǎng)技術(shù)的成熟發(fā)展可以有效的滿足分布式發(fā)電技術(shù)的需求，從而促使分布式發(fā)電技術(shù)可以更加的普及應(yīng)用化。微網(wǎng)技術(shù)在兩者之間起到一定的連接作用，其可以使分布式電源有效的與配電網(wǎng)進(jìn)行連接，從而對發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生必要的影響。影響主要體現(xiàn)在以下方面：從機(jī)理角度而言，微網(wǎng)相當(dāng)于智能電網(wǎng)中的一個(gè)特殊電源，主要控制分布式發(fā)電電源的輸入和輸出，這樣使得微網(wǎng)本身之間的相互作用影響了配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜合上述，通過建設(shè)一個(gè)科學(xué)的智能電網(wǎng)體系和發(fā)電機(jī)制是解決我國能源問題的重要途徑，是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的核心支柱。從目前我國的發(fā)電能源的實(shí)際情況來看，分布式發(fā)電無法得到廣泛有效的應(yīng)用，使其不能充分地發(fā)揮節(jié)能優(yōu)勢的作用。所以，我們應(yīng)該積極地探索研究智能配電網(wǎng)，協(xié)調(diào)好分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及智能配電網(wǎng)這三者的關(guān)系，充分發(fā)揮能源再利用與節(jié)能的作用，讓分布式發(fā)電更順利的投入大規(guī)模的生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)

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[2]王立峰.探究分布式光伏發(fā)電與智能微網(wǎng)的發(fā)展[J].通訊世界，2017，03（11）：160-161.

[3]龍文志.分布式光伏發(fā)電與智能微網(wǎng)的發(fā)展[J].建筑技術(shù)，2014，45（04）：294-300.endprint