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      分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

      2017-12-12 01:03:21寇群
      中國科技縱橫 2017年21期
      關(guān)鍵詞:面臨挑戰(zhàn)分布式發(fā)電智能配電網(wǎng)

      寇群

      摘 要:在我國工業(yè)化進(jìn)程飛速發(fā)展的同時(shí),人們對電力能源的消耗量越來越大,我國電力企業(yè)也在不間斷地提高自身的服務(wù)質(zhì)量?,F(xiàn)階段,我國的新型發(fā)電技術(shù)主要包括分布式發(fā)電、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)這三個(gè)領(lǐng)域。分布式發(fā)電,可以最大程度的利用各個(gè)地區(qū)的清潔可再生能源,充分發(fā)揮了節(jié)約能源的作用。微網(wǎng),對分布式發(fā)電具有巨大的影響,它是電源效能得以充分發(fā)揮的主要途徑,在不同的結(jié)構(gòu)中,對分布式發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行的起到了重要的保障作用。智能配電網(wǎng),通過對微網(wǎng)的處理,讓分布式發(fā)電電能更加順利的接入,以促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

      關(guān)鍵詞:電能發(fā)展;分布式發(fā)電;微網(wǎng)技術(shù);智能配電網(wǎng);面臨挑戰(zhàn)

      中圖分類號:TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)21-0162-02

      分布式發(fā)電具有長遠(yuǎn)的發(fā)展空間,從目前的形式來看,它在未來必將成為生產(chǎn)電能的主要途徑,有效的結(jié)合微網(wǎng)和智能配電網(wǎng),充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的作用。徹底改變其在中低壓層面的運(yùn)行方式。分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)通過完美的配合,有效地發(fā)揮出技術(shù)的優(yōu)勢作用,促進(jìn)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行,增強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。故,本文對分布式發(fā)電、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)分別做出簡單的概括,客觀的分析出發(fā)展的前景,并闡述其各自面臨的挑戰(zhàn)。

      1 分布式發(fā)電的發(fā)展與挑戰(zhàn)

      1.1 分布式發(fā)電的概括

      分布式發(fā)電,是一門新興技術(shù),它可以充分利用分散的能源和可再生能源等來提供發(fā)電。通常,分布式發(fā)電的電源容量是不同的,較小型的分布式電源大概是數(shù)百千瓦的電能容量,較大型的分布式電源容量可以高達(dá)數(shù)兆瓦的電能。分布式發(fā)電這門技術(shù),在發(fā)電方面非常靈活實(shí)用,具有極大的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

      1.2 分布式發(fā)電的發(fā)展前景

      分布式發(fā)電,可以降低發(fā)電的千瓦電能成本,尤其是在電能投入使用后,更大程度的降低了電能的使用成本,帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)榉植际桨l(fā)電的良好優(yōu)勢,國家已經(jīng)展開了對分布式發(fā)電的扶持行動,由此可見,分布式發(fā)電已經(jīng)普遍的使用到了人們的生活當(dāng)中。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的生活質(zhì)量日益提高,電能的消耗也越來越大,小型的分布式發(fā)電已經(jīng)不能滿足人們的需求。所以,新型模式的并網(wǎng)發(fā)電得到了廣泛的應(yīng)用,這種新型的模式可以為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供一定的保障。在中低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中,如果分布式發(fā)電電能的數(shù)值高達(dá)一定程度后,會很大程度的影響正在運(yùn)行的配電網(wǎng)系統(tǒng),進(jìn)而降低了用戶用電的穩(wěn)定性。從目前的配電系統(tǒng)的使用情況來看,它還不能有效的把分布式發(fā)電電能大面積地接入到配電網(wǎng)中[1]。

      1.3 分布式發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)

      由于我國人口眾多,導(dǎo)致油田、天然氣等燃料價(jià)格相對較高,所以用天然氣來提供發(fā)電的成本非常高,而根據(jù)分布式發(fā)電的節(jié)能特點(diǎn)的優(yōu)勢,應(yīng)該選用成本較低的自然資源或是可再生能源來作為燃料。選擇好適當(dāng)?shù)娜剂现?,分布式發(fā)電仍需要面對兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)。第一,占地面積的挑戰(zhàn),因?yàn)槲覈娜丝跀?shù)量龐大、分布密集,所以在城市占地中建設(shè)分布式發(fā)電基站是比較困難的。第二,表計(jì)成本的挑戰(zhàn),分布式發(fā)電的電能注入配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)是需要記錄的,而大部分居民在白天工作,消耗的電能極少,所以需要雙向測量來更新電流表,進(jìn)而需要大量的表計(jì)更換,增大了電能成本。

      2 微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

      2.1 微網(wǎng)技術(shù)的概括

      微網(wǎng)的本質(zhì)就是小型配電系統(tǒng),其能夠獨(dú)立的進(jìn)行控制和管理。從運(yùn)行角度來看,微網(wǎng)既能作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行自我運(yùn)行,還能實(shí)現(xiàn)和外部電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)的目的。微網(wǎng)主要包括:電能儲備裝置、分布式電源、能源轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控保護(hù)裝置。

      2.2 微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展前景

      微網(wǎng)技術(shù)對分布式電源在并網(wǎng)過程中產(chǎn)生的問題可以進(jìn)行有效的解決,這樣可以使分布式發(fā)電技術(shù)在中低壓中被成功的使用。除此之外,微網(wǎng)技術(shù)自身的特殊屬性就包括電能儲備,并且還能對儲備的電能進(jìn)行科學(xué)有效的管理,從而為保持電網(wǎng)功率的平衡提供保障,進(jìn)而使調(diào)度人員的工作效率和質(zhì)量都得到有效的提高。微網(wǎng)技術(shù)在一定程度上對分布式發(fā)電技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn),從而使其可以被廣泛的應(yīng)用。

      2.3 微網(wǎng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

      2.3.1 電壓方面的挑戰(zhàn)

      在高電壓中,如果饋線上只有負(fù)荷卻沒有分布式電源,這樣會導(dǎo)致饋線的電壓顯著的降低,但是當(dāng)饋線進(jìn)行分布式電源的有效連接,就會使微網(wǎng)中注入功率和負(fù)載電流進(jìn)行相互消除,從而使系統(tǒng)的負(fù)荷得到顯著的改善;在低電壓中,為了實(shí)現(xiàn)饋線電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓可以有效提高的目的,通常會使用補(bǔ)償線路壓降的方式,來達(dá)到系統(tǒng)處于穩(wěn)定電壓的狀態(tài)中。但是分布式發(fā)電向微網(wǎng)系統(tǒng)中注入的功率不達(dá)標(biāo)時(shí),就會導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的遠(yuǎn)端位置電壓降低的情況出現(xiàn)。

      2.3.2 頻率方面的挑戰(zhàn)

      傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中都會存在一定的慣量,所以頻率成為影響負(fù)荷變動初始功率平衡的主要因素之一,對于分布式發(fā)電而言,電力電子設(shè)備本身不具備儲能的特征,并且原動機(jī)的響應(yīng)速度比較遲緩,從而使得慣量較小的電源系統(tǒng)無法及時(shí)響應(yīng)電能負(fù)荷的變化[2]。

      2.3.3 諧波方面的挑戰(zhàn)

      在分布式電網(wǎng)中,很多的電力電子設(shè)備并沒有被有效的利用,這樣導(dǎo)致大量諧波的出現(xiàn),從而對分布式發(fā)電方式和轉(zhuǎn)化器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良的影響,同時(shí)也對電壓的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

      2.3.4 電壓閃變方面的挑戰(zhàn)

      采用分布式發(fā)電的系統(tǒng)在啟動的時(shí)候,導(dǎo)致電壓閃變現(xiàn)象出現(xiàn)的因素有很多,比如:電壓的輸出變化、系統(tǒng)中電壓的反饋控制設(shè)備等。電壓閃變直接作用在配電網(wǎng)和微網(wǎng)中,從而對其產(chǎn)生一定的影響。

      3 智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

      3.1 智能配電網(wǎng)的概括

      智能配電網(wǎng)是利用現(xiàn)代化的科技手段,以及使用數(shù)字控制型的電器設(shè)備,來建立全新的電網(wǎng),使其具備智能化、安全高效等特點(diǎn)。智能配電網(wǎng)一方面對先進(jìn)技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)行有效的集成融合,來實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)算的目的;另一方面,其可以對設(shè)備資源和客戶響應(yīng)等信息進(jìn)行有效整合和優(yōu)化,并建立成統(tǒng)一的電網(wǎng)模型,從而實(shí)現(xiàn)智能軟件的功能。

      3.2 智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景

      智能電網(wǎng)可以從兩方面進(jìn)行敘述。在廣義方面,智能配電網(wǎng)主要具有數(shù)字信息化和自動化的特點(diǎn),并且還具有一定的兼容性、預(yù)防故障性等特征;從狹義方面來講,智能主要在電網(wǎng)核心建設(shè)方面得到有效的體現(xiàn)。智能配電網(wǎng)能夠使分布式發(fā)電被大規(guī)模應(yīng)用,并且可以起到對電網(wǎng)資源進(jìn)行有效優(yōu)化和科學(xué)配置的效果,從而使電網(wǎng)的正常運(yùn)行得到有效的保障,也使得提供給人們使用的電力安全性得到顯著的提高,進(jìn)而與我國可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)更加的吻合[3]。

      3.3 智能配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

      從技術(shù)角度分析,分布式發(fā)電技術(shù)可以有效的促使配電網(wǎng)技術(shù)向智能化方向轉(zhuǎn)變,即智能配電網(wǎng)技術(shù)的成熟發(fā)展可以有效的滿足分布式發(fā)電技術(shù)的需求,從而促使分布式發(fā)電技術(shù)可以更加的普及應(yīng)用化。微網(wǎng)技術(shù)在兩者之間起到一定的連接作用,其可以使分布式電源有效的與配電網(wǎng)進(jìn)行連接,從而對發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生必要的影響。影響主要體現(xiàn)在以下方面:從機(jī)理角度而言,微網(wǎng)相當(dāng)于智能電網(wǎng)中的一個(gè)特殊電源,主要控制分布式發(fā)電電源的輸入和輸出,這樣使得微網(wǎng)本身之間的相互作用影響了配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

      4 結(jié)語

      綜合上述,通過建設(shè)一個(gè)科學(xué)的智能電網(wǎng)體系和發(fā)電機(jī)制是解決我國能源問題的重要途徑,是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的核心支柱。從目前我國的發(fā)電能源的實(shí)際情況來看,分布式發(fā)電無法得到廣泛有效的應(yīng)用,使其不能充分地發(fā)揮節(jié)能優(yōu)勢的作用。所以,我們應(yīng)該積極地探索研究智能配電網(wǎng),協(xié)調(diào)好分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及智能配電網(wǎng)這三者的關(guān)系,充分發(fā)揮能源再利用與節(jié)能的作用,讓分布式發(fā)電更順利的投入大規(guī)模的生產(chǎn)中。

      參考文獻(xiàn)

      [1]張?zhí)?分布式發(fā)電機(jī)組微網(wǎng)方式接入智能配電網(wǎng)研究[J].供用電,2011,28(04):28-30.

      [2]王立峰.探究分布式光伏發(fā)電與智能微網(wǎng)的發(fā)展[J].通訊世界,2017,03(11):160-161.

      [3]龍文志.分布式光伏發(fā)電與智能微網(wǎng)的發(fā)展[J].建筑技術(shù),2014,45(04):294-300.endprint

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