含分布式能源的智能配电网规划研究

广东电网有限责任公司河源供电局 颜勇进

本文主要针对智能配电网发展背景下分布式能源的应用进行研究分析，分析分布式能源的基础上解析其对智能配电网的影响，最后提出几点发展建议。

配网建设作为基础建设重要组成部分，得到了飞速发展，配网技术以及供电设备水平迅速提高，在相关领域处于国际领先水平。在智能配电网的发展中，为进一步提高电力资源的利用效率，提高电力企业的运营效率，相关技术被更新应用，其中分布式能源技术在智能配电网的应用起到重要作用。相关数据表明，如果我国能够在2022年之前大规模实现分布式能源改造和利用，能够节约大量的煤炭消耗量，对于低碳经济具有重要意义。

1.分布式能源和智能电网概述

1.1 分布式能源

如图1所示，分布式能源不仅仅能够独立运行，作为一种配网模式还能够和传统电网并列运行。在这一系统中对用户能源进行了系统整合与再配合，采用可再生能源来为电源供电，以分散的形式进行集中供电。分布式能源具有能源利用率高、供电可靠性的优越性，而且分布式能源的利用还使得电网不容易受大电网故障断电的影响。但是这一系统的输出功率比较低，需要较多的设备进行辅助，成本支出较大。

图1 分布式能源站系统示意图

1.2 智能电网

随着信息技术以及自动化技术的发展，也开始应用于电网当中，智能电网作为新型智能化配电技术应运而生。智能电网的出现提高了能源利用效率。对于电网的应用而言，智能电网的应用具有显著特征。

（1）供电可观测性：智能电网的出现和引入，通过信息技术以及监控技术能够对电网进行实时监测。

（2）供电可控制性：由于智能电网的引入能够对监测到的各项数据进行综合分析，通过综合分析得到电网的运行状况，综合评定其可靠性，并且对于其中潜在的危险因素进行预防和排除，保证整个电网处在可控状态下。

（3）故障自处理技术：在智能电网中还应用了控制芯片以及嵌入式技术，这些智能化技术的应用使得电网具有故障自处理能力，能够通过监测发现故障，并分析故障原因，给出处理方案进行自处理。

2.分布式能源中接入智能电网中的影响

2.1 对配电网规划的影响

分布式能源智能化电网是在传统配网基础上发展起来的，引入新技术来监测分析电网运行状况，选择最为合理的用电符合方案，最大限度的节约电力资源，提高配电网的运行效率。

（1）在分布式能源智能化配电系统中引入了大数据分析技术，通过这一技术的应用能够分析出电网的负荷状况，并对状况进行预测。但是在分布式能源接入配电网的改造中发现，如果不能详细考虑负荷的大小，就会导致相关数据预测不全面，在规划预测方面也会产生影响。

（2）传统配电网系统中对于节点数量没有详细要求，一般根据线路的荷载进行节点数量的调整。当在其中接入分布式能源之后节点数量也会受到影响，受到大电网的限制，导致配电方案不准确。

（3）在当前混合型的配电模式当中还必须要考虑特征模式因素，如果采用单一的特征模式来分析供电系统，会导致分析不全面。而且对于分布式能源智能电网中，往往在配置电力系统方式方面存在极大的困难，不能很好解决实际供电设备发电问题。

2.2 对电能质量与系统潮流的影响

在配电网中引入分布式能源之后，不仅仅增加了配电网规划的预测难度，而且使得潮流结构也呈现出复杂化的趋势。由于分布式能源发电安装位置的不同在电网当中的作用也会具有差别，当实际输出功率大于馈线输出功率的时候，就会导致配电系统控制混乱情况，无法对其他环境进行操作。

2.3 对配电网系统安全运行的影响

在智能配电网系统中引入分布式能源之后，系统中潮流结构以及冲击电流等均会发生变化，这些因素的变化均会导致配电网的供电方式发生转变，甚至会导致继电保护装置出现误动而影响配电网的正常运行。

2.4 对配电线路效率的影响

在分布式能源接入智能电网之后，电能的输送效率也会受到影响。

首先是配电网的输送效率和负荷之间具有正比关系，随着负荷的增大效率提高，输送效率提高。分布式能源接入智能电网之后影响系统电压的稳定性，而且对于供电方式也产生影响。在配电网当中，如果供电电源输出电压高于线路负载电压时，配电网电流会发生变化，电流减小导致继电保护装置灵敏度降低。而且对于分布式能源智能配电系统而言，若负载不能一起使用，就会导致分布式能源供电设备的输出功率转变，供电电压也会出现波动，出现配网断路等现象，影响整个系统的稳定性和可靠性。

其次在智能配电网中引入分布式能源之后，电路谐波效应的作用下会导致输出电压出现波动，从而导致输出电流出现间歇。在目前分布式能源智能配网当中采用了数字电子技术，极其容易受到电子干扰影响其正常运行。

3.分布式能源在智能电网环境下的发展方式

3.1 分布式能源的商业模式

政府在分布式能源发展当中具有重要的作用，应该建立相应的补贴政策给予分布式能源发展一定的支持。分布式能源发展模式直接影响了分布式能源的商业模式，也直接主导着整个电力行业的发展，因此在分布式能源智能电网的发展中必须选择适合自身的商业模式。我国电力网络虽然得到了极大进步，但是仍然存在极大的发展结构不均衡的问题，面对我国极大的电力需求，分布式能源具有广阔的发展前景，作为不同电源结构的补充环节，分布式能源具有在应用中具有极强针对性。

3.2 建设综合能源供应系统

我国资源极大丰富的同时还存在资源分布不均的问题，为解决资源分配问题，有必要建立一个涵盖全国的能源供应系统，希望以此来解决能源利用不平衡问题。通过涵盖全国能源供应系统的建立，能够让我国西部的风能，中部的太阳能，以及东部沿海地区的海洋、水力能源进行统合。在此基础上加强智能电网建设，并且加强电厂的建设，最终将电厂和电网统筹规划调度，建立起完善的能源网络，并最大限度的提高新型能源稳定性，与传统电网互补满足人们生产生活要求。

3.3 结合生态环境建设分布式发电站

在当前广大的农村地区当中，无论是种植还是养殖都会产生有机原料应用于乡村沼气池。对于农村地区而言，可以直接将这些有机肥料投放到沼气池中，实现废料资源化和二次利用。在目前的农村地区的沼气池主要是农户自己使用，很多农户的沼气有极大剩余，为实现资源的最大化利用，可以以村为单位进行统一化管理，集体使用一个沼气池，对于剩余的沼气综合利用来进行发电，真正实现清洁能源的可持续使用。

3.4 建立微网发电系统

在我国目前由传统电网向智能电网的转变中，可以综合发展利用微电网，利用微电网实现两者的过度。在微电网中接入多种新型能源，尤其是可再生能源与分布式能源的引入。一般当主电网出现问题或者故障的时候，可以利用微电网来进行独立供电，保证电网运行的可持续性和可靠性。另外，通过微电网还可以实现对主电网的控制，控制其断开和连接，但是在系统运行当中，并不会对电网的正常运行产生影响，保证了系统稳定性。

在微电网当中可以实现多个分布式能源的集成，在集成的基础上提高系统和分布式能源的稳定性。而且在微电网中集成多个分布式能源还还能最大限度的提高电网系统容量，保证供电稳定性。为实现传统电网向智能电网的转变，微电网的发展与建设具有重要意义。

4.结论

在当今快速发展的社会背景下，能源已经成为发展的一大瓶颈，尤其是可再生能源的发展成为人们关注的热点问题。通过分布式能源的引入，能够很好的解决电能需求问题，而且通过分布式能源能够更好的额节约资源，实现环境保护。在当前智能电网的发展背景下，引入分布式能源也能够实现利益最大化。但分布式能源发展也存在一些自身问题，需要不断发展，但其应用已成为一种必然趋势。