分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战

2018-10-15马效国

通信电源技术 2018年8期

马效国

（国网宁夏电力有限公司固原供电公司，宁夏固原 756000）

0 引言

随着科学技术的飞速发展，分布式电网技术得到广泛运用，已成为电能生产中关键的技术手段，实现分布式发电技术与微网以及智能配电网的有效结合，能够保证国家电力系统更加稳定且可靠的运行，同时改善电网系统在中低压层的运行，充分彰显出技术的优势，保证电力系统始终处于相对稳定的工作状态。

1 分布式发电的基本概述

1.1 运行特性

分布式电源具备多种动态特性，且分布式发电系统的动态特定并非只体现在电源，除少数直接并网分布式电源外，还存在多数电源依靠电力电子装置完成基本的并网工作。

1.2 分布式发电技术问题

基于经济性的基本原则，分布式电源只有通过并网运行，才可以及时凸显出技术优势，保证实际功效的发挥。分布式电源本身具有的特性决定电源出力只能伴随着外部条件发生的显著改变而不断变化，无法独立实现负荷供电，因此难以实现有效的调度，依然需要借助于电源及其他的储能装置。

2 分布式发电的发展与挑战

2.1 分布式发电的进程

通过分布式发电，可逐步降低千瓦电能，保证在电能投入使用后，合理降低相关成本，取得理想化的经济效益。实行此类发电方式，可满足人们的日常生活需要，因而引起政府的高度重视，支持力度日益加大，保证其能够及时运用至发电过程中。鉴于小型分布式发电厂生产的电能无法迎合当代社会的实际用电需要，需要相关部门正视问题，加大基本的管理力度。

2.2 分布式发展的挑战

首先需要解决的是分布式发电计量问题。能源呈现双向流动，在白天且用户无人用电的情况下，分布式发电产生的电能会注入到相应的配电网，然而此时无法准确计量用户的用电情况，若是在测量电流时采用双向测量，就需要更换大量的电流测量表，致使电能的使用成本大大增加[1]。分布式发电在发展过程中还需要面临其他的挑战，如分布式发电的安全问题与效率问题。

3 微网基本概述

3.1 微网结构

微网中通常只包含一种分布式电源，设计较为简易。部分设备微网中会包含多个分布式电源，可能是由较为简单的微网组合而成，也可能是通过多种性质互补协调运行的分布式电源组合而成。相较于简易的微网，此种设备微网在实际设计及运行的阶段，会面临较为复杂的局面。

3.2 相关技术问题

微网和外部电网作用机理是微网运行的基础，在微网中会出现较多的能源输入及能源输出点，导致其动态特性变得极为复杂。除不同单元存有动态特性外，网络结构与网络类型也会影响微网动态特性。

4 微网的发展与挑战

4.1 微网的发展

科学运用微网技术，能够及时处理分布式发电并网阶段电源可能出现的一系列问题，保证分布式发电技术在电网系统中得到更好的运用。微网的优势之一便是保证电能储备基本功效的发挥，对维持电网的功率平衡起到重要作用，同时可降低相关工作人员的操作难度。微网技术也可及时弥补分布式电网中存在的弱项，进一步促使分布式发电技术得到大范围运用。

4.2 微网的挑战

若分布式电源出现负电荷，整个微网电压也会呈现出逐步下降的态势，通过将分布式发电方式科学接入到微网控线中，微网系统中的注入功率可及时抵消负载电流，确保电网系统中的负荷呈现减小状态[2]。在分布式电压产生的功率合理注入至微网系统过程中，若尚未达到相应水平，需远离完工调节器所在区域。

5 智能配电网基本概述

5.1 组成分析

智能配电网的重要组成部分包括智能表计、智能网络及智能运行元件。其中，智能表计可保证系统可观性的逐步提升，促使电网实现信息化和实践智能化。智能网络则是为智能化配电网的实现创造优质的环境，使其可在特定的空间中实现智能化的目标。智能运行则是借助智能化手段，及时运行相关电网，达成运行的目标。

5.2 相关技术问题

技术上的推动及商业需求的稳步拉动是智能配电网发展动力的源泉。通过在技术层面上的深入分析，促进分布式发电与信息技术的共同发展，使配电网向智能化方向转变。鉴于分布式发电技术的需求较大，通过将分布式电源合理借助微网接入配电网，能够产生深远影响。智能配电网的运行如图1所示。

6 智能配电网的发展与挑战

6.1 智能配电网的发展

对智能化的配电网，存在着广义与狭义两种解读。从广义上分析，智能配电网具备数字化的优势和特点，经济性强，在故障预防方面也有着突出的表现。在狭义层面上，智能配电网具备的智能化往往会在其基本的建设阶段得到彰显，促使电网配置实现逐步优化，进而保障电网安全有效的运行。

图1 智能配电网的运用

6.2 智能配网的挑战

当前，微网技术可借助分布式发电技术产生的电源适当接入至配电网，对国家发电企业造成积极的影响。该技术的应用重点表现在激励研究，例如为使微网智能配电网充分发挥出特殊电源的作用，将工作重心放置于发电电源的输入和输出，保证微网自身产生的相互作用能够对配电网的稳定运行造成积极影响[3]。然而，在智能配电网中，稳定性的相关问题依然存在且较为严峻，在未来的发展中应重视分析分布式发电、微网以及配电网这三者之间相互作用的机制。