分布式發電、微網與智能配電網的發展與挑戰

寇群

摘 要：在我國工業化進程飛速發展的同時，人們對電力能源的消耗量越來越大，我國電力企業也在不間斷地提高自身的服務質量。現階段，我國的新型發電技術主要包括分布式發電、微網、智能配電網這三個領域。分布式發電，可以最大程度的利用各個地區的清潔可再生能源，充分發揮了節約能源的作用。微網，對分布式發電具有巨大的影響，它是電源效能得以充分發揮的主要途徑，在不同的結構中，對分布式發電進行并網運行的起到了重要的保障作用。智能配電網，通過對微網的處理，讓分布式發電電能更加順利的接入，以促進整個電網的平穩運行。

關鍵詞：電能發展；分布式發電；微網技術；智能配電網；面臨挑戰

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

分布式發電具有長遠的發展空間，從目前的形式來看，它在未來必將成為生產電能的主要途徑，有效的結合微網和智能配電網，充分發揮電力系統的作用。徹底改變其在中低壓層面的運行方式。分布式發電、微網與智能配電網通過完美的配合，有效地發揮出技術的優勢作用，促進電力系統的整體運行，增強電力系統的安全性與穩定性。故，本文對分布式發電、微網、智能配電網分別做出簡單的概括，客觀的分析出發展的前景，并闡述其各自面臨的挑戰。

1 分布式發電的發展與挑戰

1.1 分布式發電的概括

分布式發電，是一門新興技術，它可以充分利用分散的能源和可再生能源等來提供發電。通常，分布式發電的電源容量是不同的，較小型的分布式電源大概是數百千瓦的電能容量，較大型的分布式電源容量可以高達數兆瓦的電能。分布式發電這門技術，在發電方面非常靈活實用，具有極大的經濟性和環保性。

1.2 分布式發電的發展前景

分布式發電，可以降低發電的千瓦電能成本，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，帶來了可觀的經濟效益。因為分布式發電的良好優勢，國家已經展開了對分布式發電的扶持行動，由此可見，分布式發電已經普遍的使用到了人們的生活當中。因為經濟的飛速發展，人們的生活質量日益提高，電能的消耗也越來越大，小型的分布式發電已經不能滿足人們的需求。所以，新型模式的并網發電得到了廣泛的應用，這種新型的模式可以為電力系統的穩定性提供一定的保障。在中低壓配電網系統的過程中，如果分布式發電電能的數值高達一定程度后，會很大程度的影響正在運行的配電網系統，進而降低了用戶用電的穩定性。從目前的配電系統的使用情況來看，它還不能有效的把分布式發電電能大面積地接入到配電網中[1]。

1.3 分布式發電面臨的挑戰

由于我國人口眾多，導致油田、天然氣等燃料價格相對較高，所以用天然氣來提供發電的成本非常高，而根據分布式發電的節能特點的優勢，應該選用成本較低的自然資源或是可再生能源來作為燃料。選擇好適當的燃料之后，分布式發電仍需要面對兩個方面的挑戰。第一，占地面積的挑戰，因為我國的人口數量龐大、分布密集，所以在城市占地中建設分布式發電基站是比較困難的。第二，表計成本的挑戰，分布式發電的電能注入配電網的數據是需要記錄的，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，進而需要大量的表計更換，增大了電能成本。

2 微網技術的發展與挑戰

2.1 微網技術的概括

微網的本質就是小型配電系統，其能夠獨立的進行控制和管理。從運行角度來看，微網既能作為一個獨立的整體進行自我運行，還能實現和外部電網進行并網的目的。微網主要包括：電能儲備裝置、分布式電源、能源轉換裝置、監控保護裝置。

2.2 微網技術的發展前景

微網技術對分布式電源在并網過程中產生的問題可以進行有效的解決，這樣可以使分布式發電技術在中低壓中被成功的使用。除此之外，微網技術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行科學有效的管理，從而為保持電網功率的平衡提供保障，進而使調度人員的工作效率和質量都得到有效的提高。微網技術在一定程度上對分布式發電技術進行補充和改進，從而使其可以被廣泛的應用。

2.3 微網技術面臨的挑戰

2.3.1 電壓方面的挑戰

在高電壓中，如果饋線上只有負荷卻沒有分布式電源，這樣會導致饋線的電壓顯著的降低，但是當饋線進行分布式電源的有效連接，就會使微網中注入功率和負載電流進行相互消除，從而使系統的負荷得到顯著的改善；在低電壓中，為了實現饋線電壓調節器的輸出電壓可以有效提高的目的，通常會使用補償線路壓降的方式，來達到系統處于穩定電壓的狀態中。但是分布式發電向微網系統中注入的功率不達標時，就會導致調節器的遠端位置電壓降低的情況出現。

2.3.2 頻率方面的挑戰

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

2.3.3 諧波方面的挑戰

在分布式電網中，很多的電力電子設備并沒有被有效的利用，這樣導致大量諧波的出現，從而對分布式發電方式和轉化器的正常運轉產生不良的影響，同時也對電壓的穩定性產生一定的影響。

2.3.4 電壓閃變方面的挑戰

采用分布式發電的系統在啟動的時候，導致電壓閃變現象出現的因素有很多，比如：電壓的輸出變化、系統中電壓的反饋控制設備等。電壓閃變直接作用在配電網和微網中，從而對其產生一定的影響。

3 智能配電網的發展與挑戰

3.1 智能配電網的概括

智能配電網是利用現代化的科技手段，以及使用數字控制型的電器設備，來建立全新的電網，使其具備智能化、安全高效等特點。智能配電網一方面對先進技術、通信技術進行有效的集成融合，來實現智能運算的目的；另一方面，其可以對設備資源和客戶響應等信息進行有效整合和優化，并建立成統一的電網模型，從而實現智能軟件的功能。

3.2 智能配電網的發展前景

智能電網可以從兩方面進行敘述。在廣義方面，智能配電網主要具有數字信息化和自動化的特點，并且還具有一定的兼容性、預防故障性等特征；從狹義方面來講，智能主要在電網核心建設方面得到有效的體現。智能配電網能夠使分布式發電被大規模應用，并且可以起到對電網資源進行有效優化和科學配置的效果，從而使電網的正常運行得到有效的保障，也使得提供給人們使用的電力安全性得到顯著的提高，進而與我國可持續性發展的目標更加的吻合[3]。

3.3 智能配電網面臨的挑戰

從技術角度分析，分布式發電技術可以有效的促使配電網技術向智能化方向轉變，即智能配電網技術的成熟發展可以有效的滿足分布式發電技術的需求，從而促使分布式發電技術可以更加的普及應用化。微網技術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進行連接，從而對發電行業產生必要的影響。影響主要體現在以下方面：從機理角度而言，微網相當于智能電網中的一個特殊電源，主要控制分布式發電電源的輸入和輸出，這樣使得微網本身之間的相互作用影響了配電網的穩定運行。

4 結語

綜合上述，通過建設一個科學的智能電網體系和發電機制是解決我國能源問題的重要途徑，是發展經濟的核心支柱。從目前我國的發電能源的實際情況來看，分布式發電無法得到廣泛有效的應用，使其不能充分地發揮節能優勢的作用。所以，我們應該積極地探索研究智能配電網，協調好分布式發電、微網以及智能配電網這三者的關系，充分發揮能源再利用與節能的作用，讓分布式發電更順利的投入大規模的生產中。

參考文獻

[1]張陶.分布式發電機組微網方式接入智能配電網研究[J].供用電，2011，28（04）：28-30.

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

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