分布式電源電網調度策略研究

吳克剛

摘要：隨著經濟的不斷發(fā)展，能源危機和環(huán)境污染的問題也越來越嚴重，為了解決并應對這一問題，分布式的電源已經發(fā)展為電力系統(tǒng)當中非常重要的一種補充。然而分布式的電源已經進行了廣泛應用，隨之電網調度的管理難度逐漸增加。鑒于此，本文將對分布式電源電網的調度策略進行分析。

關鍵詞：分布式電源；電網調度；策略

能源是推動經濟發(fā)展的一種物質基礎，同時，還是保障國家安全的重要措施。在化石能源逐漸枯竭以及環(huán)境問題越來越突出的背景下，可再生能源已經發(fā)展為人類對能源危機以及環(huán)境污染進行應對的手段。就分布式電源來說，主要運用的是風能、燃料電池、沼氣等多種可再生能源。因為分布式的電源可以較好地應用清潔和可再生能源，有助于節(jié)能減排目標的達成，同時，還能進行集中發(fā)電。然而分布式電源的波動性會直接影響地區(qū)電網，所以對于其電源電網的調度策略的研究勢在必行。

一、分布式的電源電網在調度中的策略分析

（一）虛擬電廠基礎上的調度策略

虛擬電廠，簡稱為VPP，主要指的是借助新的控制和計量與通信技術把分布式的電源和儲能設備與可控負荷等，經過高層軟件的架構進行整合并協(xié)調，然而并不對分布式的電源并網方式進行改變。因為VPP并不需要改造電網就可以對資源進行優(yōu)化配置，因此，可以減小市場中分布式電源孤獨運行的失衡風險，促進電網運行整體效益的提高。想要達到為了系統(tǒng)性的協(xié)調目標，其將多種分布式的電源和至少1座的傳統(tǒng)發(fā)電站進行組合，進而對分布式的電源波動現象進行控制，VPP控制結構主要涉及到集中控制的方式與分散式的控制方式。集中控制方式下，VPP的控制中心掌握著范圍內所有分布式發(fā)電或用電單元的完整信息，并通過通信技術對所有分布式單元進行完全控制，VPP的所有方案均由其制定；分散控制方式下，VPP的控制中心簡化為數據交換與處理中心，只是簡單提供有關數據信息，分散式的決策權向分布式電源下方，信息交換在代理技術基礎上得以實現。在VPP當中，涉及商業(yè)運行與技術運行。商業(yè)模塊主要著手于用戶所需和負荷預測與發(fā)電潛力的預測，以最好的經濟效益作為目標對發(fā)電計劃進行制定，還要參與到市場競標當中。技術模塊要著手于系統(tǒng)管理的層面，通過本地網絡對系統(tǒng)資源進行整合，并對發(fā)電計劃表進行確定，以便更好地將服務提供給系統(tǒng)。

（二）選擇分布式電源的電網調度模式

以往的電網調度的模式是根據大量的歷史數據與預測負荷的改變，在控制電源的出力過程中與負荷相滿足。因為以往電網當中具有電源可控，對電源輸出的控制就能夠符合系統(tǒng)在運行中的要求。然而隨著多樣化的分布式電源的逐漸滲透，其電網能量的流動已經不只是單向運輸，更多的是呈現出明顯的輸電網特性，加之，分布式的電源間歇性和隨機性特點與負荷當中的電動汽車，還有智能化的家用電器，以往電網的調度模式不能與系統(tǒng)要求之間相互滿足。這一模式下，互動性的聯(lián)合調度的模式是與新型的電網需求之間相互適應的必然選擇。該調度模式的基礎是信息交互，經過電網和電源與負荷進行雙向傳遞，讓負荷和分布式的電源能夠被可控，確保電能在傳輸過程中的平衡性。

（三）在多代理技術基礎上的調度策略

就多代理技術而言，簡稱為MAS技術，主要指的是將總體任務劃分為多個不同的任務，最終由不同的子系統(tǒng)進行獨立構成。電網多代理的技術應用能夠讓能量的調度控制權得以分散，主要有分布式的電源，其區(qū)域網絡同樣具有自我控制能力以及調節(jié)管理的能力，這樣一來，能夠確保電網運行的整體高效性。這一多代理技術基礎上的電網調度的體系，頂層是指電網能量的管理中心代理，簡稱為ADN，在中間區(qū)域存在，這是區(qū)域電網的控制中心所代理的，稱之為RDN，其底層屬于各單元的代理。就ADN來說，不只接受RDN在運行中的信息，同時，還需要按照負荷預測與電網運行的約束條件，優(yōu)化協(xié)調RDN調度的計劃。RDN按照本區(qū)域的天氣預測對分布式的電源出力，將最大化的電網效益作為目標，并對電源出力和功率的交換計劃進行制定，對ADN進行上報的過程中接受ADN調度指令。不同單元的代理主要包括分布式的電源和儲能設備與可控負荷等，不斷進行自我管理，同時還能接受上層RDN調控。

二、分布式電源的政策支持以及安塞地區(qū)分布式的電源優(yōu)勢

（一）安塞地區(qū)的分布式能源優(yōu)勢

就安塞而言，這是我國陜西省的北部和黃土高原的中部以及鄂爾多斯盆地周邊的的一個地區(qū)，具有非常凸顯的丘陵溝壑，該地形地貌和地理位置具備較多的分布式的發(fā)電資源。例如處于王家灣風電場，其測風塔的50～70m高的位置處所測得的平均風速是5.9～6.0m/s，將其換算成年均風功率的密度是190.3-200.6W/m2，是1級上限與2級風功率相接近的密度等級。風能密度在南向分布，和主導風向之間相互一致；其次級風向屬于西北方向，頻率是10.7%。因為風向比較明確，年等效的滿負荷的發(fā)電小時達到1790h，有助于風能發(fā)電。對于太陽能的應用，安塞年的日照時數是2395.6h，同時，日照的百分率是54%，一年內的無霜期是157d，被稱之為是“小日光城”，有助于光伏發(fā)電的項目發(fā)展。風能發(fā)電方面的投資以及規(guī)模較大，可以適合我國進行統(tǒng)一投資和統(tǒng)一建設以及管理。光伏發(fā)電的資源比較分散，能夠充分地應用屋頂和空地設置的光伏發(fā)電裝置，選擇政府主導和市場化的運作之間相互結合的方式進行發(fā)展以及建設。

（二）分布式能源發(fā)展的政策背景

現階段，國家政府加強了對于分布式能源支持的力度，在2013年的時候，國家國務院對《促進光伏產業(yè)健康發(fā)展的若干意見》進行了發(fā)布，國發(fā)〔2013〕24號，之后，發(fā)改委又對《分布式發(fā)電管理暫行辦法》進行了引發(fā)，發(fā)改能源字號為〔2013〕1381號，11月的時候，我國能源局對《關于分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法》進行了發(fā)布，國能新能〔2013〕433號。《國家能源科技“十二五”規(guī)劃（2011-2015）》和《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，并對風能和太陽能等能源的分布式發(fā)展，還有應用提出了準確的技術路線圖。該政策對于分布式能源建設的發(fā)展以及運行管理有新的要求，并提出了明確的指導以及辦法，能夠很好地調整我國的能源結構，推進新能源的發(fā)展。與此同時，我國與地方對于新能源的網電價進行了一定的優(yōu)惠以及補貼，很好地促進了分布式能源發(fā)展。

結束語

綜上所述，在分布式電源廣泛應用的背景下，能源危機得到了很好地環(huán)節(jié)，同時，還會對系統(tǒng)運行過程中的安全性與穩(wěn)定性造成影響，所以，調度策略制定的科學性和合理性非常重要。在本次研究中，考慮到分布式的電源特性，分析了電網調度的模式選擇和多代理的技術以及虛擬的電廠技術，但是分布式的電源電網的調度策略仍屬于發(fā)展中的一種技術，還需要不斷完善和優(yōu)化。

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