分布式發(fā)電與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展與技術(shù)展望

汪 寶 匡洪海 鄭麗平 丁曉薇

（湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007）

分布式發(fā)電與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展與技術(shù)展望

汪 寶 匡洪海 鄭麗平 丁曉薇

（湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007）

分布式發(fā)電（distributed generation, DG）是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式可再生能源充分利用的最好方式之一，配電網(wǎng)在DG實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)送電中的作用尤為關(guān)鍵。文中在分析了分布式發(fā)電和配電網(wǎng)的概況與發(fā)展的基礎(chǔ)上，指出了傳統(tǒng)配電網(wǎng)在DG接入利用方面的局限性，說(shuō)明了在DG得到利用的同時(shí)傳統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)展為主動(dòng)配電網(wǎng)（active distribution network, ADN）的必要性。最后，從用戶、信息、控制三個(gè)視角展望了DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展需要進(jìn)一步研究應(yīng)用的核心技術(shù)。

分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；協(xié)調(diào)發(fā)展；展望

隨著環(huán)境形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻與化石能源的逐漸消耗，人類(lèi)從傳統(tǒng)的以化石能源為主的能源系統(tǒng)逐步過(guò)渡到以可再生清潔能源為主的可持續(xù)能源系統(tǒng)勢(shì)在必行。電能作為廣泛應(yīng)用的二次能源，在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展中已經(jīng)并將繼續(xù)扮演著至關(guān)重要的角色。21世紀(jì)之前，電能的一次能源以煤炭等化石能源為主，如今，隨著人們對(duì)各類(lèi)分布式清潔可再生能源重視度的逐步提高，電能的來(lái)源也在隨著能源結(jié)構(gòu)的巨變而發(fā)生著改變，各種新能源相繼被開(kāi)發(fā)利用。

目前，已經(jīng)被研究和開(kāi)發(fā)利用的分布式可再生清潔能源主要有太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮艿龋@些清潔可再生的新能源正在逐步取代化石能源成為電能來(lái)源的重要部分[1]。

能源是人類(lèi)未來(lái)生存和發(fā)展的重要基石。從能源的可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，充分利用各類(lèi)DG并網(wǎng)送電是解決能源危機(jī)的一種有效途徑。但是，在DG的實(shí)際應(yīng)用中，由于DG的并網(wǎng)送電給電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來(lái)的電壓、頻率及繼電保護(hù)方面的潛在威脅，通常對(duì)DG的并網(wǎng)容量等有嚴(yán)格的限制[2]。這些限制雖然在很大程度上避免了DG的接入對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行的潛在威脅，但同時(shí)也導(dǎo)致了DG在電力系統(tǒng)中滲透率水平的低下，嚴(yán)重影響和限制了DG的利用與發(fā)展。

長(zhǎng)期以來(lái)，世界各國(guó)都在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行改造建設(shè)，配電網(wǎng)也發(fā)生了翻天覆地的變化，經(jīng)歷了從傳統(tǒng)配電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)（active distribution network, ADN）、主動(dòng)配電系統(tǒng)的巨大變革[3]。DG的發(fā)展與配電網(wǎng)的發(fā)展有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，配電網(wǎng)的發(fā)展在很大程度上會(huì)影響DG在電力系統(tǒng)中的滲透率，而DG的發(fā)展利用會(huì)在一定程度上影響配電網(wǎng)的工作模式與運(yùn)行效率。僅從DG消納的需求方面考慮，優(yōu)化改造配電網(wǎng)以促進(jìn)DG的充分利用的重要性毋庸置疑，但同時(shí)，純粹的為了促進(jìn)DG的利用而進(jìn)行大規(guī)模的配電網(wǎng)規(guī)劃改造缺乏經(jīng)濟(jì)性，因此，DG與配電網(wǎng)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展便意義深遠(yuǎn)。

文獻(xiàn)[4]提出了分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的思路，指出分布式光伏發(fā)電在接入配電網(wǎng)后帶來(lái)的雙向潮流、電壓諧波、繼電保護(hù)等問(wèn)題給配電網(wǎng)造成威脅的同時(shí)也對(duì)配電網(wǎng)提出了更高的要求，但文獻(xiàn)主要針對(duì)分布式光伏發(fā)電與ADN，沒(méi)有全面考慮配電網(wǎng)的發(fā)展，也沒(méi)有具體分析傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不足對(duì)分布式光伏發(fā)電優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮的限制。文獻(xiàn)[5]闡述了主動(dòng)配電系統(tǒng)的概念，從技術(shù)層面分析了配電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展對(duì)象主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行的相關(guān)問(wèn)題，但沒(méi)有綜合分析DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展方面的問(wèn)題。基于DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的理念，文章首先分別介紹了DG和配電網(wǎng)的概況及其在我國(guó)未來(lái)的發(fā)展前景，并對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)配電網(wǎng)在DG利用中的局限性和ADN在DG利用中的優(yōu)越性進(jìn)行了分析，然后提出在DG充分利用的同時(shí)配電網(wǎng)逐步協(xié)調(diào)發(fā)展為ADN的觀點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了展望。

1 分布式發(fā)電的概況及發(fā)展

1.1 分布式發(fā)電的概念與特征

DG是資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的產(chǎn)物，也是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以大電網(wǎng)與分布式電網(wǎng)相結(jié)合目標(biāo)的重要發(fā)展方向。關(guān)于DG的概念，在國(guó)際大型電力系統(tǒng)委員會(huì)的定義中是指非經(jīng)規(guī)劃的或中央調(diào)度型的電力生產(chǎn)方式，發(fā)電規(guī)模在50～100MW之間直接與配電網(wǎng)連接的發(fā)電系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，DG是可以包含任何安裝在用戶附近的發(fā)電設(shè)施，而不論這種發(fā)電形式的規(guī)模大小和一次能源的類(lèi)型[6]。

目前，DG研究應(yīng)用尤為集中的是可再生分布式能源發(fā)電技術(shù)，主要包括光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電以及生物質(zhì)能發(fā)電。DG相對(duì)于傳統(tǒng)集中式發(fā)電的主要區(qū)別在于其分布性比較強(qiáng)，其次是其發(fā)電規(guī)模較小并且靠近電能用戶，既可以直接向附近的負(fù)荷供電，又可以根據(jù)需求并入大電網(wǎng)輸送電能。DG的發(fā)展與應(yīng)用，可以充分的吸收各類(lèi)分散的清潔可再生能源來(lái)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效規(guī)模化利用；再者，DG接入方便、運(yùn)行簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)也得到了同行廣泛的認(rèn)同。

1.2 我國(guó)分布式發(fā)電的發(fā)展

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展與其他相關(guān)技術(shù)的突破，DG正逐步在世界各國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)的風(fēng)能、生物質(zhì)能以及太陽(yáng)能等分布式能源的利用發(fā)展態(tài)勢(shì)非常迅猛。國(guó)家能源局已經(jīng)提出了到2020年風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)裝機(jī)2億kW、太陽(yáng)能裝機(jī)1億kW的目標(biāo)，2020年分布式能源裝機(jī)容量將達(dá)到總裝機(jī)容量的1/10。同時(shí)，國(guó)內(nèi)關(guān)于風(fēng)電與光伏的相關(guān)十余項(xiàng)規(guī)范也已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，使得DG的發(fā)展利用逐漸規(guī)范化。

DG具有能在負(fù)荷高峰期轉(zhuǎn)移主電網(wǎng)一定的負(fù)荷的特點(diǎn)，可以有效緩解電網(wǎng)饋線的容量限值。我國(guó)分布式能源含量豐富，但受技術(shù)等條件的限制，導(dǎo)致目前開(kāi)發(fā)利用力度仍然不夠，隨著DG并網(wǎng)輸送電能調(diào)度以及能源綜合優(yōu)化的問(wèn)題得到進(jìn)一步的解決，DG將會(huì)在我國(guó)未來(lái)的電力系統(tǒng)中扮演著更為重要的角色。

2 配電網(wǎng)的概況及發(fā)展

2.1 配電網(wǎng)的概述與特征

配電網(wǎng)，即在電網(wǎng)中起分配電能作用的電力網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)作為電能利用的發(fā)電、輸電、配電、用電4個(gè)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，是聯(lián)系發(fā)電端與用戶的橋梁。合理的配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)不僅可以保證供電可靠性和保障電能質(zhì)量，而且可以提高電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，這對(duì)電網(wǎng)公司和電力用戶來(lái)說(shuō)都意義深遠(yuǎn)。

我國(guó)配電網(wǎng)基礎(chǔ)較為薄弱，配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)的發(fā)展步調(diào)也有一定程度的不協(xié)調(diào)，配電自動(dòng)化以及智能化水平較發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距。但近年來(lái)，隨著智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)以及分布式發(fā)電的發(fā)展，我國(guó)配電網(wǎng)的自動(dòng)化、智能化水平正在逐步提升，配電安全性、可靠性及適應(yīng)性都有了很大程度的提高[7]。在國(guó)家大力支持配電網(wǎng)發(fā)展的大好形勢(shì)下，未來(lái)我國(guó)配電網(wǎng)將逐步朝著主動(dòng)、智能、堅(jiān)強(qiáng)、靈活的方向穩(wěn)步發(fā)展。

2.2 我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展

我國(guó)傳統(tǒng)配電網(wǎng)形式以單向的“發(fā)電—配電—用電”形式為主，常見(jiàn)的配電模式有單電源輻射、不同母線環(huán)式模式以及不同母線的三回饋線的環(huán)式等模式。在我國(guó)眾多的配電網(wǎng)構(gòu)架中，這些傳統(tǒng)的配電網(wǎng)模式仍然大面積的存在，但隨著配電網(wǎng)研究的深入和配電網(wǎng)改造優(yōu)化的實(shí)施，我國(guó)配電網(wǎng)在智能電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)等方面都取得了相應(yīng)的發(fā)展。在智能電網(wǎng)方面，我國(guó)很早就開(kāi)始了智能電網(wǎng)的研究應(yīng)用探索，通過(guò)“十二五”規(guī)劃綱要中智能電網(wǎng)國(guó)家戰(zhàn)略的推進(jìn)實(shí)施，我國(guó)配電自動(dòng)化水平得到了很大的提升[8]；在ADN方面，但近年來(lái)，我國(guó)科研工作者在主動(dòng)配電網(wǎng)的控制策略、分布式電源的優(yōu)化規(guī)劃、需求側(cè)管理等方面都取得了相應(yīng)的研究成果。

目前，國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)也正隨著技術(shù)的革新以及實(shí)際需求而經(jīng)歷著巨大的變革，文獻(xiàn)[9]介紹了配電網(wǎng)由被動(dòng)配電網(wǎng)向ADN的發(fā)展歷程，文獻(xiàn)[10]在分析我國(guó)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、配電能力、自動(dòng)化等問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了我國(guó)配電網(wǎng)“結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、靈活可靠、經(jīng)濟(jì)高效”發(fā)展的目標(biāo)。我國(guó)正在加大投資配電網(wǎng)的規(guī)劃改造建設(shè)的力度，根據(jù)《配電網(wǎng)建設(shè)改造計(jì)劃》的通知，“十三五”期間，我國(guó)配電網(wǎng)的建設(shè)改造投資不低于2萬(wàn)億元[11]。我國(guó)學(xué)術(shù)界和工程界正在深入研究ADN及主動(dòng)配電系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展與實(shí)踐應(yīng)用。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，ADN將是我國(guó)智能配電網(wǎng)研究應(yīng)用的重要方向之一。

3 分布式發(fā)電與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

3.1 含分布式發(fā)電的傳統(tǒng)配電網(wǎng)及其局限

大規(guī)模DG接入傳統(tǒng)配電網(wǎng)后將打破傳統(tǒng)配電網(wǎng)的單向輻射狀供電模式，同時(shí)可能引發(fā)短路、電壓異常，影響電能質(zhì)量和供電可靠性等問(wèn)題[12]。通常，DG在配電網(wǎng)中具有3種功能，即DG作為配電網(wǎng)的備用電源、配電網(wǎng)作為DG的后備電源、DG與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行[13]。而在DG接入配電網(wǎng)后，DG在配電網(wǎng)中的接入位置和注入容量對(duì)配電網(wǎng)的電壓分布及穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響[14]。

在將DG接入傳統(tǒng)配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的單向輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為含源不定向與用戶互聯(lián)的復(fù)合型電力網(wǎng)絡(luò)，這種改變給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了多方面的影響，這些影響對(duì)DG的發(fā)展有著很大的局限性。文獻(xiàn)[15]分析了DG的接入對(duì)線路重合閘的影響，提出系統(tǒng)出現(xiàn)任何形式的故障都必須快速無(wú)選擇地切除DG。文獻(xiàn)[16-18]指出了DG對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的威脅，因此在DG的并網(wǎng)時(shí)需要嚴(yán)格控制并網(wǎng)容量和并入位置，這直接造成了DG利用率的降低。

由于DG接入后的潛在威脅，因此在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中規(guī)劃處理DG的基本原則是“即裝即忘”，相對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)行模式和控制策略導(dǎo)致一旦電網(wǎng)發(fā)生故障就需要通過(guò)斷路器斷開(kāi)DG，這樣不僅導(dǎo)致可靠的供電的難以形成，而且也直接導(dǎo)致了DG滲透率的降低[19]。所以傳統(tǒng)的含有DG的配電網(wǎng)在提高供電可靠性及DG滲透率方面存在很大缺陷，需要通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化改造使配電網(wǎng)在接納DG后能提高供電可靠性和穩(wěn)定性，ADN便是一種很好的解決方案。

3.2 DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

ADN的概念于2008年由CIGREC6.11提出，ADN是指在靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，協(xié)調(diào)DG、主動(dòng)負(fù)荷和儲(chǔ)能三者的運(yùn)行的配電網(wǎng)絡(luò)。ADN，既區(qū)別于傳統(tǒng)輻射式單向配電網(wǎng)，又不同于近年發(fā)展起來(lái)的微電網(wǎng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)配電網(wǎng)的被動(dòng)控制模式，ADN采用新電力電子技術(shù)和控制技術(shù)形成了獨(dú)特的主動(dòng)控制模式，ADN不但改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)輻射狀結(jié)合DG的模式，而且形成了由主動(dòng)負(fù)荷、DG、儲(chǔ)能裝置以及智能控制的網(wǎng)狀配電網(wǎng)。ADN可以常態(tài)并網(wǎng)送電以及條件孤島運(yùn)行，被認(rèn)為是能夠提高分布式電源滲透率、解決電網(wǎng)兼容及大規(guī)模間歇式可再生能源應(yīng)用以提升綠色能源利用率和優(yōu)化一次能源結(jié)構(gòu)等問(wèn)題的關(guān)鍵。

DG的接入對(duì)配電網(wǎng)的供電經(jīng)濟(jì)性和節(jié)點(diǎn)電壓、潮流、短路電流、供電可靠性等都會(huì)帶來(lái)影響，并將影響配電網(wǎng)接線方式和網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)[20]。未來(lái)配電網(wǎng)與DG的發(fā)展中，配電網(wǎng)不僅要滿足在大量DG接入后電網(wǎng)能穩(wěn)定運(yùn)行，而且要在當(dāng)DG不穩(wěn)定或者瞬時(shí)斷開(kāi)后能通過(guò)主動(dòng)管理和控制來(lái)調(diào)整實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，由于ADN不僅能夠滿足DG在電力系統(tǒng)中高滲透率的要求，而且在電動(dòng)汽車(chē)等可控負(fù)荷管理、智能控制、需求側(cè)管理等方面都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此，ADN便成了DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的一種模式。

配電網(wǎng)是影響電網(wǎng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率的重要因素之一。基于ADN在促進(jìn)分布式能源消納以及可控負(fù)荷的接入控制等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，ADN逐步成為配電網(wǎng)發(fā)展一個(gè)重要方向。在ADN的基礎(chǔ)上，2012年由CIGREC6.19提出了主動(dòng)配電系統(tǒng)的規(guī)劃與優(yōu)化研究報(bào)告，主動(dòng)配電系統(tǒng)能夠在信息通信技術(shù)（ICT）、智能控制技術(shù)和成本效益模式為基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)已有資產(chǎn)與基礎(chǔ)設(shè)施的最優(yōu)化利用。

ADN作為未來(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分，它的研究與實(shí)踐將直接影響分布式電源的滲入率。當(dāng)前很多國(guó)家學(xué)術(shù)界和工程界都在關(guān)注ADN的研究與應(yīng)用，在可持續(xù)分布式電源消納現(xiàn)實(shí)需求的驅(qū)動(dòng)下，DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的研究與應(yīng)用將逐步深入。

4 DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)展望

現(xiàn)有的通信、控制、電力電子等技術(shù)的更新與新技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，將毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)給DG與配電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)不可避免的革新。因此，本文從3個(gè)視角的相關(guān)技術(shù)來(lái)探討未來(lái)DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。3個(gè)視角及其具體技術(shù)展望見(jiàn)表1。

表1 DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展技術(shù)展望的3個(gè)視角

4.1 從用戶視角看DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

目前，雖然DG的利用已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，但針對(duì)家庭式的DG技術(shù)仍然有很大的發(fā)展空間。未來(lái)人們對(duì)DG認(rèn)可度的提升必定會(huì)促進(jìn)大量家居式DG系統(tǒng)逐步建立，因而開(kāi)發(fā)廉價(jià)、便捷的家居式DG技術(shù)可以充分促進(jìn)DG的發(fā)展。而在智能用電技術(shù)方面，雖然已經(jīng)有智能電表的應(yīng)用，但可有效提升客戶用電體驗(yàn)的智能用電技術(shù)尚待研究開(kāi)發(fā)，其次可供研究客戶用電習(xí)慣等的智能用電技術(shù)還沒(méi)有形成系統(tǒng)的技術(shù)框架。需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)作為近年配電網(wǎng)研究應(yīng)用的熱點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)與用戶實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，實(shí)時(shí)滿足用戶用電需求的需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)仍然還有待研究。它能夠引導(dǎo)用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)能源優(yōu)化利用，使配電網(wǎng)高效穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”經(jīng)濟(jì)調(diào)度和主動(dòng)控制的供需協(xié)調(diào)技術(shù)有待開(kāi)發(fā)。

從用戶的角度來(lái)看，家居式DG技術(shù)、需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)用戶與配電網(wǎng)的雙向互利，因而對(duì)促進(jìn)DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展有一定影響。

4.2 從信息視角看DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

電網(wǎng)的調(diào)度、控制等各個(gè)方面都離不開(kāi)信息通信技術(shù)，先進(jìn)的通信技術(shù)在配電網(wǎng)安全運(yùn)行中在扮演著至關(guān)重要的角色。當(dāng)前，配電網(wǎng)的通信技術(shù)已經(jīng)在很大程度上得到了改善，但高效實(shí)時(shí)的通信技術(shù)并沒(méi)有得到統(tǒng)一，未來(lái)DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展離不開(kāi)先進(jìn)的通信技術(shù)。因此，統(tǒng)一通信協(xié)議的配電網(wǎng)通信技術(shù)有待進(jìn)一步的加強(qiáng)。同時(shí)，信息處理技術(shù)對(duì)DG和配電網(wǎng)的發(fā)展也及其重要。大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的研究應(yīng)用已持續(xù)多年，但將其應(yīng)用于配電網(wǎng)和DG中對(duì)歷史氣象信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與規(guī)律學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)、光伏出力的有效預(yù)測(cè)和對(duì)各類(lèi)分布式電源運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)的優(yōu)化利用以實(shí)現(xiàn)對(duì)DG的運(yùn)行控制與能源利用優(yōu)化仍然有待進(jìn)一步的研究。因此，對(duì)配電網(wǎng)和DG的運(yùn)行信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以保證DG和配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)和DG的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行預(yù)測(cè)等功能的云計(jì)算技術(shù)建模分析和仿真算法平臺(tái)有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。

從信息的角度來(lái)看，信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，給DG與配電網(wǎng)帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)ADN的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)統(tǒng)一先進(jìn)的實(shí)時(shí)信息通信技術(shù)。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)在數(shù)據(jù)處理等方面的突出優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)針對(duì)配電網(wǎng)與DG的大數(shù)據(jù)處理及云計(jì)算平臺(tái)以?xún)?yōu)化DG與配電網(wǎng)的運(yùn)行值得更多的期待。

4.3 從控制視角看DG與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

隨著智能電網(wǎng)的研究應(yīng)用，我國(guó)配電網(wǎng)與DG的運(yùn)行控制自動(dòng)化水平已經(jīng)有了很大的提升，但現(xiàn)有的控制技術(shù)很難滿足未來(lái)配電網(wǎng)與DG的發(fā)展需求。DG與配電網(wǎng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)各類(lèi)控制技術(shù)，控制技術(shù)的突破將對(duì)DG的并網(wǎng)利用有著重要的影響。大規(guī)模的DG優(yōu)化利用需要強(qiáng)有力的電力電子控制技術(shù)、功率控制技術(shù)作為有效支撐，而大量多層次DG典型的分散性特點(diǎn)使得現(xiàn)有的控制技術(shù)很難滿足DG利用的需求，能有效彌補(bǔ)DG與傳統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行與控制的缺陷的新型分布式智能控制技術(shù)需要更多的研究。同時(shí)，應(yīng)用分布式智能式、集中式以及混合分層式控制模式幾種控制模式以使配電網(wǎng)控制構(gòu)架層次分明、目標(biāo)明確的控制技術(shù)模式也需要進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)。

從控制的角度來(lái)看，DG的發(fā)展需要控制技術(shù)作為支撐，配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制離不開(kāi)新型智能主動(dòng)控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)。因此，DG與配電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)有控制技術(shù)的更新以及新型智能控制技術(shù)的突破需要得到更多的關(guān)注。

5 結(jié)論

在促進(jìn)新能源開(kāi)發(fā)利用和提倡能源互聯(lián)發(fā)展的背景下，隨著DG成本的逐年降低和技術(shù)性能的不斷提高，DG在電力系統(tǒng)的滲透率將會(huì)不斷提高。而大量DG的接入對(duì)配電網(wǎng)提出更高的要求，協(xié)調(diào)配電網(wǎng)與DG發(fā)展不但可以實(shí)現(xiàn)DG的充分利用，而且可以保證配電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。DG與配電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)工程的重要環(huán)節(jié)，充分利用新型技術(shù)結(jié)合試驗(yàn)示范等開(kāi)展DG與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的相關(guān)研究對(duì)促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著重要意義。

[1] 孫云蓮. 新能源及分布式發(fā)電技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2009.

[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司. DW 480—2010. 分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定[S].

[3] 劉滌塵, 彭思成, 廖清芬, 等. 面向能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)綜合配電系統(tǒng)形態(tài)展望[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2015(11): 3023-3034.

[4] 童亦斌, 吳學(xué)智, 唐芬. 分布式光伏發(fā)電與主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展[J]. 電力建設(shè), 2015, 36(1): 72-75.

[5] 馬釗, 梁惠施, 蘇劍. 主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中的重要問(wèn)題[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2015, 39(6): 1499-1503.

[6] 梁振鋒, 楊曉萍, 張娉. 分布式發(fā)電技術(shù)及其在中國(guó)的發(fā)展[J]. 西北水電, 2006(1): 51-53.

[7] 徐琴, 柳勁松, 韓偉福, 等. 配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 華東電力, 2013, 41(12): 2532-2535.

[8] 張東霞, 姚良忠, 馬文媛. 中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2013(31): 1-14.

[9] Albadi M H, El-Saadany E F. Demand response in electricity markets: An overview[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting. Tampa, FL: IEEE, 2007: 1-5.

[10] 劉海波, 胡濱, 王旭陽(yáng). 關(guān)于“十三五”配電網(wǎng)發(fā)展的思考[J]. 中國(guó)電力, 2015, 48(1): 21-24.

[11] 國(guó)家能源局. 配電風(fēng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃(2015—2020)[Z]. 北京, 2015.7.

[12] 尤毅, 劉東, 于文鵬, 等. 主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2012, 36(18): 10-16.

[13] 施偉國(guó), 宋平, 劉傳銓. 計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)供電可靠性研究[J]. 華東電力, 2007, 35(7): 37-41.

[14] 王志群, 朱守真, 周雙喜, 等. 分布式發(fā)電接入位置和注入容量限制的研究[J]. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2005, 17(1): 53-58.

[15] 孫鳴, 余娟, 鄧博. 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)線路保護(hù)影響的分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2009, 33(8): 104-107.

[16] 許曉艷, 黃越輝, 劉純, 等. 分布式光伏發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響及電壓越限的解決方案[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2010, 34(10): 140-146.

[17] 李斌, 劉天琪, 李興源. 分布式電源接入對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2009, 33(3): 84-88.

[18] 陳海焱, 段獻(xiàn)忠, 陳金富. 分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2006, 30(19): 27-30.

[19] 范明天, 惠慧, 張祖平. 主動(dòng)配電系統(tǒng)規(guī)劃的主要影響因素分析[J]. 電力建設(shè), 2015, 36(1): 60-64.

[20] 許可, 鮮杏, 程杰, 等. 考慮分布式電源接入的中壓配網(wǎng)接線方式研究[J]. 電氣技術(shù), 2015(11): 16-22, 28.

Prospect over the Techniques and Coordinated Development of Distributed Generation and Distribution Network

Wang Bao Kuang Honghai Zheng Liping Ding Xiaowei
(College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou, Hu’nan 412007)

One of the best way to make full use of the large-scale distributed renewable energy is Distributed Generation (distributed generation, DG), and the distribution network plays a critical role particularly while transmitting power to network by DG. In this paper, analyses are given based on the overviews and developments of DG and distribution network, and the limitations of traditional distribution network in DG merging and using are pointed out, the necessity of developing traditional distribution network into active distribution network (active distribution network, ADN) while using DG simultaneously is illustrated. Finally, the key technologies which need further study and application are prospected from the the three perspectives of user, information, control for the purpose of developing DG and distribution network coordinately.

distributed generation; distribution network; coordinated development; prospect