分布式光伏發(fā)電與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的對策思考

王哲

（上海能源科技發(fā)展有限公司，上海 201100）

從傳統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用來講，它對于分布式光伏發(fā)電技術(shù)推廣應(yīng)用所產(chǎn)生的制約影響較大，甚至其中更會產(chǎn)生某些不利影響，屬于典型的被動配電網(wǎng)技術(shù)。而在本文中則希望探討主動配電網(wǎng)技術(shù)，即ADN（Active Distribution Network）技術(shù)，該技術(shù)在解決分布式光伏發(fā)電接入問題方面表現(xiàn)出色，可滿足主動配電網(wǎng)中某些關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)合理分析與實踐應(yīng)用。大體來講，分布式光伏發(fā)電與主動配電網(wǎng)技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的。

一、分布式光伏技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)的基本概念

（一）分布式光伏技術(shù)

在當(dāng)今能源與環(huán)境危機(jī)影響下，包括風(fēng)能、太陽能、天然氣等新型可再生能源被廣泛開發(fā)利用，由此也衍生出了全新的分布式光伏發(fā)電技術(shù)，它充分發(fā)揮了多種新型可再生能源技術(shù)的綜合優(yōu)勢，為能源企業(yè)蓬勃發(fā)展帶來諸多利好。當(dāng)然，利用分布式光伏技術(shù)進(jìn)行發(fā)電也為主動配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了諸多潛在威脅風(fēng)險，它無法保證配電網(wǎng)的安全可靠運行，同時也嚴(yán)格限制了分布式光伏發(fā)電接入容量。舉個例子，目前國內(nèi)的分布式光伏電源在接入電網(wǎng)過程中嚴(yán)格遵照相關(guān)技術(shù)規(guī)范，其電源總?cè)萘吭谠瓌t上不會超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%以上）。該技術(shù)規(guī)范在一定程度上消除了分布式光伏發(fā)電接入對配電網(wǎng)所產(chǎn)生的不利影響，不過它也從根本上極大限制了分布式光伏發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的健康蓬勃發(fā)展。在分布式光伏發(fā)電技術(shù)中，主要包含了配電側(cè)并網(wǎng)與輸電側(cè)并網(wǎng)兩種模式。就以輸電側(cè)并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用為例，它主要應(yīng)用于大規(guī)模電站生產(chǎn)過程中，其發(fā)電裝置的產(chǎn)生能夠滿足電能集中并網(wǎng)操作，基于電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度使用優(yōu)化配電側(cè)并網(wǎng)系統(tǒng)，整體看來發(fā)電裝置規(guī)模相對較小。而針對小容量配電側(cè)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，多采用分布式光伏發(fā)電技術(shù)模式。

（二）主動配電網(wǎng)技術(shù)

所謂主動配電網(wǎng)技術(shù)屬于目前電力企業(yè)中的新興技術(shù)，早在2008 年國際大電網(wǎng)會議上就已經(jīng)提出分布式可再生能源系統(tǒng)概念，這其中就包括了主動配電網(wǎng)概念，概念核心內(nèi)容就是分布式可再生能源從傳統(tǒng)中相對被動的消納轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)化為主動技術(shù)引導(dǎo)與利用。實際上，分布式光伏發(fā)電是能夠與儲能負(fù)荷技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)控應(yīng)用的，如此對提高配電網(wǎng)接納分布式光伏發(fā)電能力促進(jìn)作用較大，它可實現(xiàn)對分布式光伏發(fā)電接入問題的有效解決，建立良好的主動配電網(wǎng)技術(shù)途徑。目前，主動配電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外工程建設(shè)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它為分布式光伏發(fā)電發(fā)展創(chuàng)造了有利空間條件，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)配電網(wǎng)中某些技術(shù)的有效革新與升級，在提升電力系統(tǒng)整體智能化發(fā)展水平方面做出了極大貢獻(xiàn)。所以說，分布式光伏發(fā)電技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)二者是存在千絲萬縷的緊密聯(lián)系的，二者在發(fā)展過程中存在區(qū)別，但在相互協(xié)調(diào)促進(jìn)二者關(guān)鍵技術(shù)共同發(fā)展方面表現(xiàn)更加有優(yōu)勢[1]。

二、分布式光伏技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用要點

（一）分布式光伏技術(shù)的實踐應(yīng)用要點

分布式光伏技術(shù)在發(fā)電方面應(yīng)用靈活簡便，所適用區(qū)域相對較廣，且維護(hù)技術(shù)應(yīng)用簡單，可以做到因地制宜，充分結(jié)合建筑屋頂與閑置土地進(jìn)行設(shè)計建設(shè)，在對土地資源消耗與生態(tài)環(huán)境影響方面影響偏小。在分布式光伏技術(shù)中可以有效接入既有配電網(wǎng)，整體看來接入技術(shù)要求是相對簡易的，所產(chǎn)生電能可供本地負(fù)荷正常使用。大體來講，分布式光伏發(fā)電中包含諸多固有技術(shù)特性，為配電網(wǎng)正常供電生產(chǎn)帶來極大影響。大體來講，分布式光伏技術(shù)的實踐應(yīng)用要點主要包含以下3 點：

1.相比于傳統(tǒng)配電網(wǎng)負(fù)荷應(yīng)用，分布式光伏技術(shù)希望建立雙向潮流技術(shù)體系，它基于太陽能輻射強(qiáng)度分析配電網(wǎng)負(fù)荷隨機(jī)波動性，優(yōu)化發(fā)電裝置輸出功率，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的可調(diào)度性與可預(yù)測性。在這一過程中，需要分析分布式光伏技術(shù)應(yīng)用背景下的配電網(wǎng)電壓基本特性，了解繼電保護(hù)短路特性內(nèi)容，并對配電網(wǎng)潛在不穩(wěn)定因素進(jìn)行全面分析。

2.分布式光伏發(fā)電過程中會產(chǎn)生大量電能，要結(jié)合電力電子裝置對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化且并入到電網(wǎng)之中。在該過程中裝置必然會產(chǎn)生大量諧波，如此對電網(wǎng)的電能質(zhì)量可能產(chǎn)生不利影響。在分布式光伏發(fā)電技術(shù)支持下，它也建立了電力電子裝置的動態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制，優(yōu)化相關(guān)技術(shù)控制慣性，在分析過載能力與故障穿越能力方面表現(xiàn)到位，基本滿足了傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)較大技術(shù)差異，結(jié)合電網(wǎng)穩(wěn)定運行機(jī)優(yōu)化潛在風(fēng)險。如果分布式光伏發(fā)電接入容量比例相對較小，其特性差異對于電網(wǎng)本身影響是可以忽略的。而伴隨接入容量比例的逐漸增大，其對于電網(wǎng)穩(wěn)定性的威脅也相對愈發(fā)增大，它對于電網(wǎng)穩(wěn)定性的威脅也會愈發(fā)顯著，并在最終達(dá)到電網(wǎng)整體難以耐受的終極程度[2]。

3.基于分布式光伏發(fā)電可優(yōu)化投資產(chǎn)權(quán)主體，結(jié)合建設(shè)位置分布內(nèi)容建立分散技術(shù)應(yīng)用機(jī)制，有效優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)環(huán)境，滿足客戶多樣化需求。在調(diào)度和控制相關(guān)技術(shù)，沿用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)集中規(guī)劃過程中需要保證最大限度限制分布式光伏發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢，確保分布式光伏發(fā)電過程建立行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提出技術(shù)發(fā)展新要求。

總體來講，需要結(jié)合分布式光伏發(fā)電過程合理應(yīng)用新型可再生能源，形成全新的技術(shù)應(yīng)用戰(zhàn)略，有效解決分布式光伏發(fā)電的大規(guī)模接入問題。

（二）主動配電網(wǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用要點

在主動配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，需要建立一套綜合控制分布式資源機(jī)制，優(yōu)化電源負(fù)荷與儲能裝置。在主動配電網(wǎng)中主要建立了靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇叵到y(tǒng)，形成雙潮流技術(shù)機(jī)制，結(jié)合合理監(jiān)管環(huán)境與準(zhǔn)入?yún)f(xié)議優(yōu)化分布式資源內(nèi)容，保證為配電系統(tǒng)提供準(zhǔn)入?yún)f(xié)議，如此可確保分布式資源在一定程度上與配電系統(tǒng)建立相互支持機(jī)制，基本上遵循主動規(guī)劃、控制、管理、服務(wù)與感知基本原則。所以在主動配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，需要建立智能配電系統(tǒng)，確保相關(guān)技術(shù)內(nèi)容被廣泛推廣應(yīng)用，這對于提高電力系統(tǒng)整體調(diào)度控制性能優(yōu)化都有積極促進(jìn)作用。

就主動配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用過程而言，它涉及大量電力系統(tǒng)，在電力電子、儲能與自動控制方面表現(xiàn)出色，可應(yīng)用多種技術(shù)內(nèi)容。首先是柔性組網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合配電網(wǎng)連接方式，結(jié)合聯(lián)機(jī)方式與設(shè)備基本選型來實現(xiàn)柔性變壓、雙向潮流控制、優(yōu)化電能質(zhì)量治理過程。整體來講就是基于電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力來優(yōu)化交流、直流以及交直流混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系。在供電可靠性與供電能力優(yōu)化過程中，則需要確保有效提升分布式光伏發(fā)電接納能力，提高整體供電可靠性與供電能力[3]。

在保護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，它主要基于技術(shù)模式識別與大數(shù)據(jù)技術(shù)來優(yōu)化直流保護(hù)機(jī)制，建立自適應(yīng)保護(hù)機(jī)制，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，如此就實現(xiàn)了故障準(zhǔn)確判斷，建立可靠隔離機(jī)制，優(yōu)化故障區(qū)段內(nèi)容。

再者就是儲能技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合不同儲能技術(shù)分析技術(shù)規(guī)模內(nèi)容，建立功率密度機(jī)制，基于規(guī)?；瘍δ芟到y(tǒng)分析儲能介質(zhì)結(jié)合使用機(jī)制。如此更能發(fā)揮儲能技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，有效實現(xiàn)儲能系統(tǒng)高效化、經(jīng)濟(jì)化、可靠化運行[4]。

除上述技術(shù)實踐應(yīng)用要點方面，還包含了能量管理技術(shù)，主要通過傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能終端技術(shù)來實現(xiàn)電網(wǎng)運行狀態(tài)優(yōu)化，建立新能源接入電壓控制技術(shù)機(jī)制，保證可再生能源高滲透區(qū)域中諧波治理技術(shù)有效應(yīng)用，建立大量間歇波動性可再生能源。在建立配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行機(jī)制過程中，它也能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量供電，基于相關(guān)技術(shù)特征分析主動配電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行機(jī)制，建立分布式發(fā)電裝置與儲能裝置。在平衡主動配電網(wǎng)內(nèi)部分布式光伏發(fā)電過程中需要建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效提高電網(wǎng)接納分布機(jī)制[5]。

三、分布式光伏技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展對策分析

在分布式光伏技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展過程中，必須建立兩大技術(shù)的相互促進(jìn)發(fā)展機(jī)制，即從政策規(guī)劃、技術(shù)規(guī)范、實驗示范三大點來分析兩大技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展對策。

（一）政策規(guī)劃協(xié)調(diào)發(fā)展對策

分布式光伏技術(shù)與主動配電網(wǎng)技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的，且這一過程無法離開政策法規(guī)支持。在規(guī)劃設(shè)計階段必須充分、全面考量不同區(qū)域的不同政策規(guī)劃需求，建立因地制宜分布式光伏發(fā)電機(jī)制，與主動配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃相匹配，并針對性開展技術(shù)攻關(guān)。就目前看來，分布式光伏發(fā)電追求建立高密度、多點分散接入技術(shù)機(jī)制，所以其在解決電能質(zhì)量治理方面表現(xiàn)出色，同時也能做到對潮流特性優(yōu)化技術(shù)的有效控制，結(jié)合能量效益技術(shù)內(nèi)容解決調(diào)度、功率預(yù)測以及繼電保護(hù)技術(shù)等諸多問題[6]。

（二）技術(shù)規(guī)范協(xié)調(diào)發(fā)展對策

目前，分布式光伏發(fā)電技術(shù)被有效應(yīng)用推廣，它引入了主動配電網(wǎng)技術(shù)，如此實現(xiàn)了對傳統(tǒng)配電網(wǎng)的有效升級。就系統(tǒng)層面，需要有效解決分布式光伏發(fā)電對于配電網(wǎng)的諸多負(fù)面影響。對分布式光伏發(fā)電的大規(guī)模推廣技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，優(yōu)化主動配電網(wǎng)與電網(wǎng)形成智能節(jié)點，建立微網(wǎng)，配合主動配電網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)對諸多數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的集中調(diào)度，建立電力系統(tǒng)可調(diào)度性與可靠性發(fā)展機(jī)制。就主動配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用而言，它希望建立儲能裝置以及各個能量、技術(shù)管理系統(tǒng)之間的有效聯(lián)動機(jī)制，保證技術(shù)規(guī)范有效優(yōu)化，建立集中式儲能裝置配置，優(yōu)化功率調(diào)動控制策略，建立故障保障機(jī)制[7]。

（三）實驗示范協(xié)調(diào)發(fā)展對策

在實驗示范項目中，需要對分布式光伏大點與主動配電網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)而促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效果，有效奠定技術(shù)基礎(chǔ)，大量積累經(jīng)驗。在電網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化方面想，有必要采用離往獨立運行技術(shù)，結(jié)合局部配電網(wǎng)供電安全可靠性提升來建立獨立改善機(jī)制，提高局部配電網(wǎng)的供電整體可靠性與供電能力。如果外部電網(wǎng)出現(xiàn)了相對較大的異常事故，則需要嘗試采用離網(wǎng)獨立運行技術(shù)確保局部供電網(wǎng)供電可靠性、供電能力全面改善提升[8]。

總結(jié)：

就目前看來，電力企業(yè)需要利用分布式光伏發(fā)電技術(shù)配合主動配電網(wǎng)技術(shù)體系建立協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制，發(fā)揮各項設(shè)備與技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容較大價值作用，有效促進(jìn)兩大技術(shù)的相互協(xié)調(diào)向前發(fā)展。另外，也要在地方政府政策規(guī)劃、技術(shù)規(guī)范優(yōu)化以及實驗示范等多個方面建立雙方技術(shù)特征，滿足工作要求，為合理設(shè)計發(fā)展電力企業(yè)分布式光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用全面到位。