含分布式能源的智能配電網規劃研究

廣東電網有限責任公司河源供電局 顏勇進

本文主要針對智能配電網發展背景下分布式能源的應用進行研究分析，分析分布式能源的基礎上解析其對智能配電網的影響，最后提出幾點發展建議。

配網建設作為基礎建設重要組成部分，得到了飛速發展，配網技術以及供電設備水平迅速提高，在相關領域處于國際領先水平。在智能配電網的發展中，為進一步提高電力資源的利用效率，提高電力企業的運營效率，相關技術被更新應用，其中分布式能源技術在智能配電網的應用起到重要作用。相關數據表明，如果我國能夠在2022年之前大規模實現分布式能源改造和利用，能夠節約大量的煤炭消耗量，對于低碳經濟具有重要意義。

1.分布式能源和智能電網概述

1.1 分布式能源

如圖1所示，分布式能源不僅僅能夠獨立運行，作為一種配網模式還能夠和傳統電網并列運行。在這一系統中對用戶能源進行了系統整合與再配合，采用可再生能源來為電源供電，以分散的形式進行集中供電。分布式能源具有能源利用率高、供電可靠性的優越性，而且分布式能源的利用還使得電網不容易受大電網故障斷電的影響。但是這一系統的輸出功率比較低，需要較多的設備進行輔助，成本支出較大。

圖1 分布式能源站系統示意圖

1.2 智能電網

隨著信息技術以及自動化技術的發展，也開始應用于電網當中，智能電網作為新型智能化配電技術應運而生。智能電網的出現提高了能源利用效率。對于電網的應用而言，智能電網的應用具有顯著特征。

（1）供電可觀測性：智能電網的出現和引入，通過信息技術以及監控技術能夠對電網進行實時監測。

（2）供電可控制性：由于智能電網的引入能夠對監測到的各項數據進行綜合分析，通過綜合分析得到電網的運行狀況，綜合評定其可靠性，并且對于其中潛在的危險因素進行預防和排除，保證整個電網處在可控狀態下。

（3）故障自處理技術：在智能電網中還應用了控制芯片以及嵌入式技術，這些智能化技術的應用使得電網具有故障自處理能力，能夠通過監測發現故障，并分析故障原因，給出處理方案進行自處理。

2.分布式能源中接入智能電網中的影響

2.1 對配電網規劃的影響

分布式能源智能化電網是在傳統配網基礎上發展起來的，引入新技術來監測分析電網運行狀況，選擇最為合理的用電符合方案，最大限度的節約電力資源，提高配電網的運行效率。

（1）在分布式能源智能化配電系統中引入了大數據分析技術，通過這一技術的應用能夠分析出電網的負荷狀況，并對狀況進行預測。但是在分布式能源接入配電網的改造中發現，如果不能詳細考慮負荷的大小，就會導致相關數據預測不全面，在規劃預測方面也會產生影響。

（2）傳統配電網系統中對于節點數量沒有詳細要求，一般根據線路的荷載進行節點數量的調整。當在其中接入分布式能源之后節點數量也會受到影響，受到大電網的限制，導致配電方案不準確。

（3）在當前混合型的配電模式當中還必須要考慮特征模式因素，如果采用單一的特征模式來分析供電系統，會導致分析不全面。而且對于分布式能源智能電網中，往往在配置電力系統方式方面存在極大的困難，不能很好解決實際供電設備發電問題。

2.2 對電能質量與系統潮流的影響

在配電網中引入分布式能源之后，不僅僅增加了配電網規劃的預測難度，而且使得潮流結構也呈現出復雜化的趨勢。由于分布式能源發電安裝位置的不同在電網當中的作用也會具有差別，當實際輸出功率大于饋線輸出功率的時候，就會導致配電系統控制混亂情況，無法對其他環境進行操作。

2.3 對配電網系統安全運行的影響

在智能配電網系統中引入分布式能源之后，系統中潮流結構以及沖擊電流等均會發生變化，這些因素的變化均會導致配電網的供電方式發生轉變，甚至會導致繼電保護裝置出現誤動而影響配電網的正常運行。

2.4 對配電線路效率的影響

在分布式能源接入智能電網之后，電能的輸送效率也會受到影響。

首先是配電網的輸送效率和負荷之間具有正比關系，隨著負荷的增大效率提高，輸送效率提高。分布式能源接入智能電網之后影響系統電壓的穩定性，而且對于供電方式也產生影響。在配電網當中，如果供電電源輸出電壓高于線路負載電壓時，配電網電流會發生變化，電流減小導致繼電保護裝置靈敏度降低。而且對于分布式能源智能配電系統而言，若負載不能一起使用，就會導致分布式能源供電設備的輸出功率轉變，供電電壓也會出現波動，出現配網斷路等現象，影響整個系統的穩定性和可靠性。

其次在智能配電網中引入分布式能源之后，電路諧波效應的作用下會導致輸出電壓出現波動，從而導致輸出電流出現間歇。在目前分布式能源智能配網當中采用了數字電子技術，極其容易受到電子干擾影響其正常運行。

3.分布式能源在智能電網環境下的發展方式

3.1 分布式能源的商業模式

政府在分布式能源發展當中具有重要的作用，應該建立相應的補貼政策給予分布式能源發展一定的支持。分布式能源發展模式直接影響了分布式能源的商業模式，也直接主導著整個電力行業的發展，因此在分布式能源智能電網的發展中必須選擇適合自身的商業模式。我國電力網絡雖然得到了極大進步，但是仍然存在極大的發展結構不均衡的問題，面對我國極大的電力需求，分布式能源具有廣闊的發展前景，作為不同電源結構的補充環節，分布式能源具有在應用中具有極強針對性。

3.2 建設綜合能源供應系統

我國資源極大豐富的同時還存在資源分布不均的問題，為解決資源分配問題，有必要建立一個涵蓋全國的能源供應系統，希望以此來解決能源利用不平衡問題。通過涵蓋全國能源供應系統的建立，能夠讓我國西部的風能，中部的太陽能，以及東部沿海地區的海洋、水力能源進行統合。在此基礎上加強智能電網建設，并且加強電廠的建設，最終將電廠和電網統籌規劃調度，建立起完善的能源網絡，并最大限度的提高新型能源穩定性，與傳統電網互補滿足人們生產生活要求。

3.3 結合生態環境建設分布式發電站

在當前廣大的農村地區當中，無論是種植還是養殖都會產生有機原料應用于鄉村沼氣池。對于農村地區而言，可以直接將這些有機肥料投放到沼氣池中，實現廢料資源化和二次利用。在目前的農村地區的沼氣池主要是農戶自己使用，很多農戶的沼氣有極大剩余，為實現資源的最大化利用，可以以村為單位進行統一化管理，集體使用一個沼氣池，對于剩余的沼氣綜合利用來進行發電，真正實現清潔能源的可持續使用。

3.4 建立微網發電系統

在我國目前由傳統電網向智能電網的轉變中，可以綜合發展利用微電網，利用微電網實現兩者的過度。在微電網中接入多種新型能源，尤其是可再生能源與分布式能源的引入。一般當主電網出現問題或者故障的時候，可以利用微電網來進行獨立供電，保證電網運行的可持續性和可靠性。另外，通過微電網還可以實現對主電網的控制，控制其斷開和連接，但是在系統運行當中，并不會對電網的正常運行產生影響，保證了系統穩定性。

在微電網當中可以實現多個分布式能源的集成，在集成的基礎上提高系統和分布式能源的穩定性。而且在微電網中集成多個分布式能源還還能最大限度的提高電網系統容量，保證供電穩定性。為實現傳統電網向智能電網的轉變，微電網的發展與建設具有重要意義。

4.結論

在當今快速發展的社會背景下，能源已經成為發展的一大瓶頸，尤其是可再生能源的發展成為人們關注的熱點問題。通過分布式能源的引入，能夠很好的解決電能需求問題，而且通過分布式能源能夠更好的額節約資源，實現環境保護。在當前智能電網的發展背景下，引入分布式能源也能夠實現利益最大化。但分布式能源發展也存在一些自身問題，需要不斷發展，但其應用已成為一種必然趨勢。