分布式新能源大規(guī)模接入與配電網(wǎng)的相關(guān)性分析

劉黎明

（貴州水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

0 引言

新能源，即太陽(yáng)能、潮汐能以及地?zé)崮艿认嚓P(guān)的清潔性能源，現(xiàn)階段國(guó)家正大力開(kāi)發(fā)風(fēng)能與太陽(yáng)能。分布式接入主要是把諸多分布式電源和配電網(wǎng)銜接起來(lái)，配電網(wǎng)接入過(guò)程體現(xiàn)分布形式，控制電能傳輸?shù)膿p耗，及時(shí)整理電網(wǎng)就近補(bǔ)償功率的變動(dòng)趨勢(shì)，減少由于負(fù)荷引出電網(wǎng)膨脹效應(yīng)。新時(shí)期下進(jìn)行配電網(wǎng)與分布式新能源的接入，可促進(jìn)國(guó)家碳中和目標(biāo)的落實(shí)，推動(dòng)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)迅速升級(jí)。

1 分布式新能源接入在配電網(wǎng)的相關(guān)性

（1）優(yōu)質(zhì)

其一，節(jié)約電網(wǎng)投資量。新時(shí)期下進(jìn)行分布式新能源接入，大多情況應(yīng)發(fā)揮自然能源的作用，實(shí)現(xiàn)就地取材，節(jié)約一定的配電網(wǎng)構(gòu)建成本，避免傳輸階段出現(xiàn)電能消耗問(wèn)題。利用分布式新能源的接入，有效促進(jìn)某區(qū)域中低碳經(jīng)濟(jì)的建設(shè)以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，帶動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與整合；其二，提高能源利用率。以往的電力事故中，某范圍內(nèi)產(chǎn)生的停電事故比較常見(jiàn)，電網(wǎng)有大面積停電，通過(guò)分布式新能源接入能夠促進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)有序運(yùn)作，顯著提升供電系統(tǒng)的可靠指數(shù)。分布式能源的接入，涉及風(fēng)力和天然氣等，有利于落實(shí)能源分類(lèi)利用，從而實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)的目的[1]；其三，調(diào)整電力高峰。在人民經(jīng)濟(jì)水平日益增長(zhǎng)背景下，電器已經(jīng)廣泛存在于每家每戶(hù)，尤其是空調(diào)以及電暖器等大功率電器，造成電力負(fù)荷的高峰階段。選取分布式新能源大規(guī)模接入配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，從根源上規(guī)避此現(xiàn)象，對(duì)電力高峰指數(shù)進(jìn)行調(diào)整，加快電網(wǎng)的體系完善，順應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)作需求。

（2）影響

其一，電網(wǎng)規(guī)劃層面?；鹆Πl(fā)電以及水力發(fā)電均處于能源電力領(lǐng)域的重要地位，針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃均是以?xún)烧邽橹鬟M(jìn)行開(kāi)展。分布式新能源大規(guī)模接入在配電網(wǎng)中，使得配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量顯著增加，如果依舊通過(guò)以往的電網(wǎng)規(guī)劃形式運(yùn)作，很有可能出現(xiàn)配電網(wǎng)無(wú)法執(zhí)行負(fù)荷預(yù)測(cè)的情況，那么規(guī)劃結(jié)果便出現(xiàn)誤差，不能及時(shí)得到最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。分布式新能源的接入，涉及不同規(guī)模的單位發(fā)電機(jī)組，對(duì)應(yīng)單位的中期建設(shè)目標(biāo)以及遠(yuǎn)景規(guī)劃之間存在一定差異，造成配電網(wǎng)長(zhǎng)期規(guī)劃項(xiàng)目的運(yùn)行受到阻礙。另外應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，分布式新能源接入到配電網(wǎng)中，引出電網(wǎng)電路結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，無(wú)法保障規(guī)劃科學(xué)性的前提下，增加故障出現(xiàn)率[2]；其二，電能質(zhì)量層面。在配電網(wǎng)中接入分布式新能源，可能出現(xiàn)配電網(wǎng)受到干擾的問(wèn)題，影響電能傳輸?shù)男?，尤其是電壓波?dòng)參數(shù)與頻率參數(shù)。研究風(fēng)力以及光伏發(fā)電的形式，發(fā)電功率在天氣的變動(dòng)下出現(xiàn)改變，無(wú)法保障出力的穩(wěn)定性，引出某區(qū)域中電網(wǎng)電壓有較大程度變化，節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)應(yīng)的裕度有所減少。由于涉及一定的電力電子元件，配電網(wǎng)發(fā)電階段會(huì)出現(xiàn)較多諧波，且數(shù)量多于火力與水力發(fā)電的模式[3]。和以往火力以及水力發(fā)電對(duì)比，新能源接入到配電網(wǎng)后，發(fā)電功率存在一定不確定性，頻率調(diào)整水平也受限。新能源發(fā)電階段，電站容量指數(shù)比較小的情況，諸多機(jī)組加以投切動(dòng)作并不會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)超限運(yùn)作的問(wèn)題，可是和配電網(wǎng)接入后達(dá)到某種規(guī)模的程度，勢(shì)必出現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)頻壓力增加，引出電網(wǎng)產(chǎn)生頻率異常波動(dòng)情況；其三，電網(wǎng)穩(wěn)定性層面。我國(guó)目前設(shè)定的電網(wǎng)主體，圍繞以往發(fā)電形式進(jìn)行規(guī)劃，因?yàn)樾履茉窗l(fā)電比較特殊，和以往發(fā)電形式呈現(xiàn)不同。分布式新能源與配電網(wǎng)銜接，引出配電網(wǎng)內(nèi)有功調(diào)節(jié)的效果降低，不利于保障配電網(wǎng)功率的平衡性建設(shè)，難以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定構(gòu)建。在不能有效對(duì)新能源發(fā)電水平進(jìn)行預(yù)測(cè)的前提下，配電網(wǎng)要提升一定的可靠性，使得調(diào)峰容量與電源數(shù)量有所增加。新能源與配電網(wǎng)的接入，對(duì)配電網(wǎng)施工建設(shè)的工作者提出嚴(yán)格要求，由于電網(wǎng)受到諸多因素約束，引出以往監(jiān)督模式無(wú)法正常運(yùn)作，造成配電網(wǎng)損耗[4]。新能源與配電網(wǎng)的接入，會(huì)增加孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)率，火力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生故障引出二次重合的情況，重新與配電網(wǎng)銜接，出現(xiàn)非計(jì)劃孤島占據(jù)極小比例?？娠L(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電再次與配電網(wǎng)銜接后，會(huì)引出電網(wǎng)電壓波動(dòng)，切斷電網(wǎng)的過(guò)程中引出新能源機(jī)組的孤島問(wèn)題，由此制約電網(wǎng)有效的合閘運(yùn)作，考慮電壓與頻率的指數(shù)并不固定，因此要重視孤島問(wèn)題對(duì)維修工作者以及用戶(hù)身心安全帶來(lái)的影響。

2 分布式新能源大規(guī)模接入與配電網(wǎng)的相關(guān)思考

在配電網(wǎng)中進(jìn)行分布式新能源的大規(guī)模接入，應(yīng)系統(tǒng)化構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃體系，結(jié)合不同區(qū)域的用電性質(zhì)，明確對(duì)應(yīng)計(jì)劃，避免產(chǎn)生電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。在增強(qiáng)規(guī)劃成效階段，納入大數(shù)據(jù)研究方式，關(guān)聯(lián)遺傳算法與人工蜂群算法，在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)新能源接入的規(guī)劃配置與調(diào)整，并且保障新能源電能質(zhì)量，通常情況以迅速響應(yīng)的形式為主完善補(bǔ)償裝置，尤其是濾波器與補(bǔ)償器采取局部分布新能源接入的模式，對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)，依托變速恒頻電源的安裝操作控制電壓閃變，濾波器以及變頻裝置均能夠控制諧波造成干擾的問(wèn)題。分布式新能源接入之后，可能引出頻率波動(dòng)的現(xiàn)象，需要充分思考怎樣增加電網(wǎng)系統(tǒng)的阻尼指數(shù)，整合電網(wǎng)控制結(jié)構(gòu)，針對(duì)性處理問(wèn)題。設(shè)定相關(guān)的保護(hù)閾值，避免頻率崩潰[5]。

3 保持配電網(wǎng)運(yùn)作穩(wěn)定性，利用好柔性輸電技術(shù)

分布式新能源與配電網(wǎng)的接入，應(yīng)在配電網(wǎng)調(diào)節(jié)上利用穩(wěn)定性理念，完善現(xiàn)有的新能源管理結(jié)構(gòu)，提高切負(fù)荷與直流功率的處理效果。以達(dá)到此種目標(biāo)為基礎(chǔ)，適當(dāng)引進(jìn)主體單層結(jié)構(gòu)與復(fù)合配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，關(guān)聯(lián)電網(wǎng)調(diào)度，按照分布式新能源接入配電網(wǎng)的基本特征進(jìn)行計(jì)劃調(diào)節(jié)，不會(huì)影響配電網(wǎng)運(yùn)作的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，配電網(wǎng)內(nèi)銜接分布式新能源，應(yīng)強(qiáng)調(diào)配電網(wǎng)消納水平的提升，之前的配電網(wǎng)運(yùn)作，利用高壓直流技術(shù)與交流輸電技術(shù)不能緩解由于輸電距離造成的電能損耗問(wèn)題，甚至引出新能源發(fā)電的不規(guī)則性。及時(shí)應(yīng)用柔性直流輸電技術(shù)，其受到距離的影響程度較小，存在一定的獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率性能與調(diào)節(jié)無(wú)功功率性能，憑借迅速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)配電網(wǎng)安全運(yùn)行。新能源以直流輸電接入的形式和交流配電網(wǎng)銜接，密切耦合電源機(jī)組的發(fā)電頻率與電網(wǎng)頻率。由此電網(wǎng)頻率產(chǎn)生無(wú)阻尼的情況，新能源發(fā)電涉及顯著波動(dòng)性，因此發(fā)電頻率不夠穩(wěn)定，若直接進(jìn)行新能源與配電網(wǎng)的結(jié)合，很有可能阻礙配電網(wǎng)交流系統(tǒng)運(yùn)行[6]。通過(guò)動(dòng)態(tài)性能指數(shù)較高的管理系統(tǒng)，調(diào)節(jié)好輸電網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)，顯著提升配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與科學(xué)性。關(guān)聯(lián)具體的規(guī)劃，新能源以柔性直流輸電的形式和配電網(wǎng)結(jié)合，讓配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的方案有序進(jìn)展。

4 健全微電網(wǎng)，整合配電網(wǎng)運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)

微電網(wǎng)包含能量轉(zhuǎn)換模塊、儲(chǔ)能模塊與負(fù)荷模塊，其對(duì)分布式新能源接入具備良好的適應(yīng)性，將其和以往電網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)互相比較，體現(xiàn)出管理新能源機(jī)組的規(guī)范性。通過(guò)微電網(wǎng)，一方面保障配電網(wǎng)接納效果，另一方面促進(jìn)配電網(wǎng)的智能化管理，顯著增加配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。針對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)，如今的配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定依舊不夠全面，部分電能質(zhì)量的保障與調(diào)頻效果的保障都不夠理想，國(guó)家早期進(jìn)行配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的水平不高。建設(shè)大量的新能源機(jī)組，要以具體的標(biāo)準(zhǔn)為前提改造配電網(wǎng)的具體組成。國(guó)家新能源接入標(biāo)準(zhǔn)的速度較快，不僅要對(duì)國(guó)外的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行引鑒，還要管理好新能源接入過(guò)程，避免對(duì)人員帶來(lái)傷害，具體指導(dǎo)配電網(wǎng)中新能源大規(guī)模接入流程，進(jìn)一步避免新能源與電網(wǎng)的接入對(duì)配電網(wǎng)整體運(yùn)作效果造成影響。

5 關(guān)注配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)，內(nèi)化配電網(wǎng)布局

配電網(wǎng)中進(jìn)行新能源大規(guī)模接入，相關(guān)人員應(yīng)研究配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)，在接入過(guò)程體現(xiàn)出多元性。以往的接入以水電能源以及火電能源為主，可是處于新能源的影響環(huán)境中，更要強(qiáng)調(diào)多元性凸顯，帶動(dòng)電網(wǎng)均衡化運(yùn)作。接入新能源會(huì)使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)受到影響，此種局面中資源配置更是比較重要的問(wèn)題，甚至決定著配電網(wǎng)的建設(shè)有效性[7]。接入新能源，布局處理要顧及地區(qū)布局與配電網(wǎng)布局，前者是由于配電網(wǎng)的分布潛在集中化，一旦接入新能源會(huì)打破原有的集中化形式，要保障配電網(wǎng)平衡化建設(shè)，利用綜合布局統(tǒng)一化管理配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，避免配電網(wǎng)分散管理有高能耗的情況，加快配電網(wǎng)節(jié)能配置。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，開(kāi)展分布式新能源大規(guī)模接入與配電網(wǎng)的相關(guān)性研究課題具有重要的價(jià)值，新能源開(kāi)發(fā)利用本質(zhì)上是投資者與消費(fèi)者一同加入的過(guò)程，從某種層面上來(lái)講，影響人們生活的質(zhì)量，新時(shí)期下進(jìn)行新能源革命影響人類(lèi)生存的發(fā)展結(jié)構(gòu)。由于配電網(wǎng)中進(jìn)行新能源接入存在一定優(yōu)勢(shì)，如何最大化地提高接入效率依舊是重要問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)制定完整的接入方案，推動(dòng)電力行業(yè)的后續(xù)建設(shè)。