智能電網(wǎng)技術(shù)和分布式發(fā)電技術(shù)協(xié)同發(fā)展探討

劉威

（平高東芝（廊坊）避雷器有限公司，河北 廊坊 065001）

我國(guó)人口基數(shù)很大，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人民的消費(fèi)水平也在不斷提高，這也促進(jìn)了能源的不斷消耗，對(duì)電能的需求也在快速增高。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，我們需要大力促進(jìn)能源的循環(huán)利用和高效利用，為經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展奠定能源基礎(chǔ)。在這種情形下，為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，提高能源的利用率，我國(guó)對(duì)于發(fā)電方式的改革尤為重要，而分布式發(fā)電具有節(jié)能環(huán)保、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以較好地適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)在的發(fā)展環(huán)境。在電能高速消耗的今天，分布式發(fā)電的廣泛應(yīng)用是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和重要保障。

1 分布式發(fā)電

1.1 分布式發(fā)電的定義和概念

分布式發(fā)電是美國(guó)于1978 年在公共事業(yè)管理政策法律中第一次提到，它的定義是，直接設(shè)置在配電網(wǎng)內(nèi)的或通常分布在負(fù)荷附近的一些發(fā)電設(shè)備，通過它可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電的高效化，提高發(fā)電的安全性和經(jīng)濟(jì)性，使發(fā)電過程更為安全可靠。至于分布式發(fā)電的電源即在發(fā)電中需要使用到的設(shè)備，包含但不僅限于光能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、燃料類電池等，諸如此類規(guī)模比較小的發(fā)電設(shè)備，不僅能夠設(shè)置在用戶身邊，而且能夠?yàn)橛行枰牡胤街苯虞斔碗娔堋?/p>

1.2 分布式發(fā)電的特點(diǎn)

分布式發(fā)電的主要特點(diǎn)如下：首先，也是最重要的一點(diǎn)，分布式發(fā)電可靠性較高。由于分布式發(fā)電操作簡(jiǎn)單容易上手，電源規(guī)模也較小，以微型或中小型機(jī)組居多，并且各個(gè)電站之間也是互相獨(dú)立的，所以分布式發(fā)電不容易出現(xiàn)大范圍的供電事故。

其次，分布式發(fā)電具有經(jīng)濟(jì)性。小距離輸電可以減少不必要損耗帶來的額外支出，使線路磨損和不穩(wěn)定的情況更少發(fā)生。除此之外，分布式發(fā)電具有很強(qiáng)的靈活性。由于分布式發(fā)電需要的建設(shè)成本較低，其電源體積較小，建設(shè)所需的時(shí)間也較短，因此，可以用很短的時(shí)間、更少的資金投入，最大限度地解決供電問題。

最后，分布式發(fā)電對(duì)環(huán)境友好。由于分布式發(fā)電中通常使用的是天然氣等清潔能源，因此，其對(duì)環(huán)境友好度高。而且分布式發(fā)電通常是就近供電，降低供電線路的建設(shè)中的電磁污染，對(duì)環(huán)保具有重要意義。

2 智能電網(wǎng)

2.1 智能電網(wǎng)的定義和概念

關(guān)于智能電網(wǎng)，目前，學(xué)術(shù)界還沒有明確的定義與概念。我們通常認(rèn)為，運(yùn)用信息技術(shù)建立的高級(jí)自動(dòng)化的信息網(wǎng)，并且運(yùn)用較好的傳感設(shè)備在電網(wǎng)中作為中心，能夠?qū)θ坑脩簟⑷抗?jié)點(diǎn)，實(shí)行有效的、實(shí)時(shí)的、全方位的監(jiān)控，并能夠在電廠和傳感器之間、電網(wǎng)公司與普通用戶之間實(shí)現(xiàn)雙向的溝通和及時(shí)的聯(lián)系。

2.2 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

一是能夠自我管理運(yùn)行和恢復(fù)。智能電網(wǎng)除了可以自我管理、運(yùn)行，評(píng)估、檢測(cè)以及恢復(fù)，還可以在特殊情況下快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分段并且存儲(chǔ)電網(wǎng)原件。

二是能夠進(jìn)行電力的雙向服務(wù)。雙方在市場(chǎng)可以通過智能電網(wǎng)連接進(jìn)行電力的買賣，也由此產(chǎn)生了更多的電力產(chǎn)品和服務(wù)，使各個(gè)電力市場(chǎng)更好地聯(lián)系起來，使電力能源更好地走向市場(chǎng)。

三是電能質(zhì)量的高效和安全。智能電網(wǎng)十分安全高效，可以提供持久有效的電力能源，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可靠保障。四是同時(shí)具有兼容性和開放性。五是運(yùn)行效率高。主要是通過四種高等技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用，包括高等級(jí)的測(cè)量、配電、輸電和資產(chǎn)管理。

3 分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)的結(jié)合的意義

分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的結(jié)合，除了對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有較強(qiáng)的推動(dòng)作用外，還能夠?qū)﹄娏υO(shè)備的良好運(yùn)行保駕護(hù)航，智能化監(jiān)控的精要之處在于有效發(fā)現(xiàn)細(xì)微問題并及時(shí)解決，這對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定具有很強(qiáng)的保障作用。

除此之外，兩者的結(jié)合對(duì)于電力產(chǎn)品和服務(wù)的市場(chǎng)化改革具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

現(xiàn)階段電力的市場(chǎng)化改革面臨形勢(shì)嚴(yán)峻，普通用戶對(duì)于相關(guān)的服務(wù)也日益提出了更高的要求。所以不斷增進(jìn)新技術(shù)的運(yùn)用尤為重要，不僅較好地適應(yīng)了客戶和市場(chǎng)的全面需要，對(duì)于提高電力行業(yè)的軟實(shí)力也十分必要。分布式發(fā)電技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，在實(shí)際運(yùn)用中，取得了良好的效果。但是，現(xiàn)階段的運(yùn)用還突出了一些需要我們解決的問題，主要問題有以下幾方面：

3.1 系統(tǒng)規(guī)劃問題

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力的服務(wù)也在不斷復(fù)雜化，由于現(xiàn)階段電力數(shù)據(jù)的多樣化，數(shù)據(jù)有著變化性強(qiáng)、復(fù)雜程度高的特點(diǎn)。分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合將會(huì)大大增加數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，數(shù)據(jù)來源更多，數(shù)據(jù)變化程度更高，所以必須要增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的整體規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)不同端口的有效管理，以避免其對(duì)于整體的影響。

在分布式發(fā)電技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的研究中，有很多方面的研究力度不夠，尤其是對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)籌和分析方面。為了更快更好地解決數(shù)據(jù)處理中的諸多問題，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，更有保障，我們必須注重系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃。數(shù)據(jù)的日益復(fù)雜是分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合難以避免的問題，這將對(duì)整體產(chǎn)生諸多影響，很多能源可以被分布式發(fā)電技術(shù)所應(yīng)用，對(duì)能源如何應(yīng)用以及能源應(yīng)用的規(guī)模等，這些方面都要智能電網(wǎng)技術(shù)的整體設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌規(guī)劃，才能使整體功能的發(fā)揮更加可靠。

3.2 電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行方面的問題

保證電能的穩(wěn)定輸出很重要，除了運(yùn)用單一的智能電網(wǎng)和匹配設(shè)置相應(yīng)的模式外，還需要及時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能化管理。分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)的融合存在以下問題，因?yàn)榉植际桨l(fā)電使用的太陽能發(fā)電技術(shù)，電壓復(fù)雜，有很多的端口需要管理，因此，要想全面監(jiān)控，就無法使用單一的監(jiān)控模式，這一技術(shù)的局限性難以改變，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的供電穩(wěn)定會(huì)有一定影響，并且容易發(fā)生一些供電事故。

3.3 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸管理的動(dòng)態(tài)性問題

為使電力管理的統(tǒng)一性得到保障，實(shí)現(xiàn)電能的有效監(jiān)控很重要，這需要?jiǎng)討B(tài)的監(jiān)控，即根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的具體情況進(jìn)行關(guān)于模式的調(diào)整。分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，可能會(huì)在光能應(yīng)用中出現(xiàn)問題，改變了無源放射狀電網(wǎng)的性質(zhì)，使電能的傳輸率降低，這樣就難以保證對(duì)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的管理和傳輸，對(duì)后續(xù)的判斷與處理造成一定影響。

除此之外，分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，會(huì)使配電網(wǎng)發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化，若是電力系統(tǒng)出現(xiàn)了事故，將會(huì)對(duì)問題的排查造成影響，故障隱患可能是多方面的，比如，在無源放射狀電網(wǎng)中，或者在分布式發(fā)電技術(shù)中，單純的斷電保障無法徹底排解事故，而且會(huì)對(duì)繼電器的保護(hù)裝置造成影響。

4 分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合探討

4.1 深入探究?jī)身?xiàng)技術(shù)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化體系

在分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合中，需要對(duì)兩種技術(shù)的各個(gè)方面進(jìn)行分析和探究，包括性能、分布狀況等方面的情況，需要結(jié)合電力系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，使分布式發(fā)電技術(shù)更好地適應(yīng)智能電網(wǎng)體系，以方便接入，需要有明確的接入位置以及容量等，可以根據(jù)嘗試進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，做出更具體的配置，并結(jié)合實(shí)際情況分析，建設(shè)出完備的標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，使之后的運(yùn)行更加穩(wěn)定。

4.2 提高問題意識(shí)，加強(qiáng)全過程控制管理

在分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合中，存在的問題諸多，有效監(jiān)控難以落到實(shí)處，我們還需要新技術(shù)的支持，才能夠有效解決運(yùn)行沖突。需要引入的技術(shù)還有許多，以電力電子技術(shù)為例，可能通過“即插即用”的技術(shù)，解決一部分沖突，提升整體性能。除了運(yùn)用電力電子技術(shù)構(gòu)建并行電路，快速轉(zhuǎn)換接口，限制短路電流以外，我們還可以運(yùn)用該技術(shù)建構(gòu)并行電路，使短路電流可以低于額定電流，即使故障發(fā)生時(shí)，電路系統(tǒng)依然能夠平穩(wěn)而有效。不過，該技術(shù)并非完美，如若電力系統(tǒng)有故障發(fā)生，會(huì)直接影響系統(tǒng)電壓和頻率的狀態(tài)，正因如此，該技術(shù)難以確保配電系統(tǒng)平穩(wěn)而高效率地運(yùn)行。對(duì)于解決此問題而設(shè)計(jì)的功率管理系統(tǒng)，可以在該系統(tǒng)中設(shè)置出更多模塊，以加強(qiáng)對(duì)并行電路體系的控制，可以將其在整個(gè)系統(tǒng)中配置到終端環(huán)節(jié)，以便對(duì)全過程效率的監(jiān)督控制，為系統(tǒng)的安全提供保障。

電壓下垂特性調(diào)整、電壓調(diào)整策略制定、電力潮流因子校正都是該技術(shù)常用的三種技術(shù)模式，為提高電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，避免大部分的偏離，并能有效矯正電力潮流因子，不過，該技術(shù)也并非萬能，畢竟其對(duì)通信管理效果不好，智能電網(wǎng)高級(jí)故障管理體系可以解決這個(gè)問題，通信功能的作用在于，如果發(fā)生供電系統(tǒng)故障，使分布式供電系統(tǒng)能夠獨(dú)立地運(yùn)行，使整體功能的發(fā)揮不受影響。

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)與分布式發(fā)電技術(shù)兩者的結(jié)合，以及在電網(wǎng)系統(tǒng)中的運(yùn)用，是我們現(xiàn)在和將來都需要探討的問題。智能電網(wǎng)技術(shù)將分布式發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用效率提升到了一個(gè)新的高度。這是我國(guó)電網(wǎng)在未來發(fā)展的目標(biāo)和方向。同時(shí)，智能電網(wǎng)技術(shù)和分布式發(fā)電技術(shù)不應(yīng)該分開，兩者需要相互依存，相互促進(jìn)，智能電網(wǎng)技術(shù)是分布式發(fā)電技術(shù)的有力保障，通過兩者結(jié)合，可以更好地滿足我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際需要。現(xiàn)在，我國(guó)無論在智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用上，還是分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用上，都尚未成熟，我們還有諸多需要攻克的難點(diǎn)，唯有加強(qiáng)重視程度，認(rèn)真發(fā)展科學(xué)技術(shù)，才能不斷提高智能電網(wǎng)和分布式發(fā)電技術(shù)的安全性和可靠性，才能在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)技術(shù)的良好運(yùn)用。