分布式發電技術與智能電網技術的協同發展趨勢

蔣忠穎

（1.鶴壁煤業技師學院，河南 鶴壁 458030；2.鶴壁能源化工職業學院，河南 鶴壁 458030）

0 引 言

我國人口數量龐大，約占全球總人數的1/5，是能源需求大國。近年來，在社會經濟迅速發展形勢下，人們對電力能源提出了更高的要求。從可持續發展的視角分析，我國一定要加快電能的循環開發，提高電力能源的利用率，這樣才會推動經濟的長期、迅速發展。在這樣的背景下，智能電網的概念被提出，并且在全國很多地區實現了智能電網系統的建設與推廣。新式電網系統的投入使用，需要新的發電模式的支持，進而更好地帶動各個行業的運營與發展。分布式發電技術目前已在發達國家得到大量應用，體現出良好的優越性。因此，相關人員需強化分布式發電技術與智能電網的協同發展研究。

1 基本概念

1.1 分布式發電技術

在1978 年，分布式發電技術（簡稱DG）概念在美國被提出，它屬于電力設備布置技術的范疇。該技術指的是在配電網系統中，通過直接設置的方式，或重點分布于負荷附近的發電設備，實現高效、經濟、穩定發電目標。分布式發電技術選用了分布的發電電源，能夠在用戶住宅周邊進行設置，為電力能源的輸送與供應提供了極大的便利[1]。分布發電技術具有良好的靈活性、極強的可靠性、較高的經濟性、環保性優點，在電力系統中得到了廣泛地應用。

1.2 智能電網

在國際相關學界領域，智能電網的概念并未明確。通常的認為，智能電網是以高級的傳感裝置作為中心，集成了各式各樣最前沿的信息技術，形成了自動化的信息網絡系統，可對每個用戶、節點施予實時監控，并利用電子終端系統，確保傳感器與發電廠的即時連接，以及用戶與電網部門之間的雙向通信。智能電網系統中集成了很多分布式智能技術、通信技術及自動化控制技術，能夠實現電網系統的自動監控，可對電能的市場交易價格進行實時、動態地協商，有效地實現了電網不同成員的實時溝通。從電力能源供應商角度出發，智能電網技術在我國電能開發、配送、儲存等領域的廣泛應用，有效地促進了電力系統在供電質量、能源轉換、供電性能層面的優化，為電力部門節約了運營成本。從電力用戶角度出發，智能電網的有效利用，可提供動態議價、信息互動等便利服務，用戶能夠自主地對用電計劃予以調整，進而實現降低開支、節約電能的目的。可見，利用智能電網系統，能夠增強客戶用電的滿意程度，并為我國的電力行業從單一電能服務模式過渡到雙向的電能服務模式提供了可能，電力客戶可根據自身需求，進行服務模式的優化選擇[2]。

2 分布式發電技術與智能電網技術融合面臨的主要問題

2.1 系統規劃

伴隨我國城鄉經濟的發展，電力系統的服務范圍大規模擴張，每天產生了越來越多的電力數據，且數據信息實時發生改變，加大了數據處理工作的難度。尤其當分布式發電技術接入智能電網后，不論電力數據的類型，還是產出方面，均會變得更加復雜。為此，相關人員亟需對現行的電網系統的規劃布局進行重新的調整，以便促進各端口的規劃化、有序化管理，以免影響整個電網系統的正常運行。現階段是我國分布式發電技術與智能電網融合的階段，網絡系統的規劃中，還需展開綜合性的統籌分析，有效地緩解信息處理的沖突。

2.2 電網系統運行的穩定性

采用單一的智能電網，且設置與之相適應的運行模式，能夠確保電力能源輸送的穩定性能；同時，還可對電壓、潮流等重要參數進行實時性監控，促進電網的管理的智能化發展。然而，把分布式發電技術與智能電網有機地融合后，因分布式發電技術在光能應用中，會產生較為復雜的發電電能、電壓，且管理端口極多，而單一的智能化管理手段難以做到全方位的智能化監控，給電網的穩定運行與處理效果造成不利影響。

2.3 配電網的信息傳輸與管理

在單一模式的智能電網中，能夠對電能進行有效地監測與控制，結合系統實際的運行情況，動態調控運行模式，實現電力能源的統一化管理。而把分布式發電技術與智能電網有機地融合后，會產生光能應用的問題，無源放射形電網的性質也會變化，電能的傳輸速率產生偏差，無法保證配電網信息的實時性、動態化的傳輸與管理，給后期的數據判斷與處理工作造成影響。此外，分布式發電技術與智能電網的融合，會使配電網結構發生改變，萬一存在系統故障，會增加故障的排查難度，安全隱患可能埋藏在分布式發電技術體系，也可能在無源放射狀電網中[3]。

3 分布式發電技術在智能電網中的應用

3.1 分布式發電接入智能電網的標準

為了降低配電網絡中線路的電能損耗，進一步改善無功功率的分配與電壓分布情況，一定要充分地考慮分布式電源的發展與負荷增長的狀況，合理地調整分布式電源在電網系統中的接入容量及方位[4]。

3.2 智能電網中分布式電源的控制方法

在“即插即用”的電能質量穩定的條件下，關鍵是要對分布式發電技術并網運行進行有效地控制、協調。基于多代理系統的控制，目前智能電網系統配電自動化系統的多代理系統由分布式發電代理、控制代理、客戶代理與數據庫代理等構成[5]，如圖1 所示。

圖1 多代理系統結構示意圖

4 分布式發電技術和智能電網技術的協同發展思路

4.1 強化標準化體系的建設

在分布式發電技術與智能電網的融合期間，相關技術員應強化對二者負荷變化、使用性能、分布情況的深度研究，再根據電力系統功能運行的標準、關鍵的技術參數等情況，有效地在智能電網中并入分布式發電技術。同時，需清晰地設定接入的容量、位置，結合試運行狀況，展開動態的調整，可按照IEEEP1574 內容，實施配置、選擇，不斷總結運行規律，強化智能電網的標準化體系的建設，維護后期系統的穩定運行。

4.2 強化技術融合的全程化管控

在分布式發電技術與智能電網融合中，會存在很多很難控制的問題。相關人員可有效地探索新的技術，如引進電力電子技術，以“即插即用”的手段對能量加以控制。需構建電力電子耦合技術的并行電路，不僅能夠迅速地轉換接口，而且能夠限制短路電流，保證短路電流一直低于額定數值，即便發生電力故障，也可確保電路的穩定運行。當然，該技術也存在自身的缺陷，即當電力系統出現故障時，系統的電壓、頻率等無法恢復到正常狀態，影響了配電系統的通暢運行。對此，相關專家開發功率管理系統。在這一系統中，能夠設置若干的控制模塊，可有效地控制并行電路中的有功、無功電力潮流，把其配置于電力電子耦合并行電路系統的終端，這樣即可對功率進行全程化控制，增強電網系統的安全性。這種技術一般分為3 種控制手段，即制定電壓調整策略、調整電壓下垂的特性、校正電力潮流因子。有利于穩定電力系統電壓，及時進行電力潮流因子的校正，保證母線無功補償。這一技術也存在弊端，具體表現在自身的通信管理功能較差。為此，可引進智能電網的高級故障管理技術，優化通信功能，使得電力系統中一旦發生故障，即可借助通信系統，保證分布式供電系統的獨自運行，以免給整個電網系統運行造成影響[6]。

5 結 論

隨著社會的不斷發展，分布式發電技術與大電網聯合已成為國家電力行業發展的重要趨勢，由于我國分布式發電技術與智能電網的融合正處于嘗試階段，沒有充足的實踐經驗，相關電力部門一定要加強研究與探索。可以有效地借鑒發達國家的技術成果，加強對智能電網建設與規劃的重視，制定科學的保護方案，為分布式發電技術與智能電網技術的融合提供保障。