分布式光伏發電與區域電網間協調發展

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分布式光伏發電是新能源發電的重要發電方式之一，也是接入主網數量最多的新能源發電的類型。分析分布式光伏發電的特點及關鍵技術，給出區域電網電兩者協調發展的建議，并提出新的要求，只有兩者之間協調發展，才能在保證電網安全運行的前提下，增加清潔能源的消納比例。隨著太陽能發電迅猛發展，近年來我國的太陽能裝機容量已躍居世界前列，重點推進分布式光伏發電系統建設。分布式光伏發電是目前數量最多，應用地域最廣的新能源發電方式，新能源對保護環境和防止資源浪費都起到了至關重要的作用。分布式光伏發電要有更大的發展空間，要針對其運行特點對傳統電網進行優化改造。

分布式光伏發電及特點

分布式光伏發電是利用光伏元器件將太陽能轉換為電能的發電系統，具有分布式能源和太陽能發電的共同優勢。我國大力推進分布式光伏發電，但分布式光伏發電大面積應用的同時，給傳統電網的平穩運行帶來一定影響：一方面，影響傳統電網輸出功率的預測，太陽能發電量與受輻射強度有直接關系，由于晝夜交替、四季變換和陰晴變化等多因素影響，太陽能發電的波動性較大，增加了輸出功率預測的難度，但傳統電網絕大部分都是根據區域電網內負荷最大需求量進行輸出功率的預測，而未將分布式光伏發電等新能源發電量考慮在內；另一方面，分布式光伏發電的接入，給配電網安全運行帶來一定隱患，分布式光伏發電源的接入，改變了傳統電網的結構，將整個區域電網分割成許多有源配電網，潮流的流向變為雙向流動，對電網的一些繼電保護設置、短路特性和系統電壓等產生影響，當電網的系統電壓越限時，可能引起繼電保護裝置動作，給電網平穩運行帶來隱患。當電網發生故障時，造成部分區域停電，但由于分布式光伏發電的存在，導致停電區域的部分線路仍在保持帶電狀態，形成電力孤島。這種狀態使電網調度無法對該區域的電網進行控制，給電網安全運行帶來隱患，容易危害人身安全，造成設備損害，導致不必要的電力糾紛。主動配電網的關鍵技術主動配電網的主要優勢在于可以合理分配分布式能源的配電網，在合法的準入協議和網絡環境下，使分布式能源能為配電系統提供電能輸入。主動配電網的關鍵技術涉及自動控制電力系統、電力電子以及電網信息通信三方面，主要體現在能量管理、保護控制和電壓控制。

1．能量管理通過能量管理技術可以達到區域電量管理，實現全局電網的優化，該技術通過智能終端技術和傳感器拓撲網絡，識別區域電網的負荷特性及運行狀態。同時，基于電網多源數據平臺，利用協同優化技術，預測區域電網的負荷需求，實現主動配電可觀可控。

2．保護控制利用大數據融合和數據模式識別等技術進行網絡保護、自適應保護和直流保護等保護控制，精準判斷和識別故障點和故障區段。

3．電壓控制通過區域電網的電壓控制可以對電壓控制能力和控制環節進行跟蹤預測，新能源接入在一定程度上增大了電壓調節的難度，但通過本地各無功電壓控制環節，向系統預報本地無功需求和無功可調節量，可以保證新能源接入的電壓安全。主動配電網的關鍵技術還有很多，主要都是在確保電網安全平穩運行的基礎上，最大限度地接入分布式光伏發電等新能源，并且通過保護控制和電壓控制等技術來規范區域電網的分布式發電裝置、儲能裝置。主動配電網可以很好地平衡區域電網內傳統電網與分布式光伏發電系統的技術標準和控制模式，進而最大限度地提高區域電網內分布式光伏發電的利用率。

兩者之間協調發展的一些建議

1．電網技術規范技術的規范性對于主動配電網與分布式光伏發電之間協調發展是十分必要的。尤其是分布式光伏發電設備在安裝過程中要通過嚴謹的施工流程和合理的技術規范，保障其運行的穩定性。分布式光伏發電與常規發電技術有很大不同，只有通過嚴格的運行規程和過硬的技術手段，保證電能的質量，特別是當電網發生故障時，更需要專業的技術手段去解決。由于區域電網每年都會有檢修和新改擴建等電力施工工程，負荷有很大波動，如果沒有過硬的技術手段，無法保障分布式光伏發電系統的穩定運行，也無法保證它們之間的協調發展。

2．符合電網需求分布式光伏發電要與區域配電網協調發展，要考慮該地區的電力需求和重要負荷的分布等情況，針對不同情況的區域，應用相應的配電技術。對于經濟發展相對落后的地區，能源需求量小，電力匱乏，配電網基礎設施的安裝技術相對薄弱。因此，在類似這樣的區域應用分布式光伏發電技術時，要全面考慮地域特點，尤其是供電能力。只有供電能力水平得到保證，才能確保分布式光伏發電系統運行穩定。針對用電量較大的區域，由于接入點較多，電網內部結構比較復雜，應該考慮其發電的功率和儲能能力是否滿足需求保證電網平穩運行。另外，繼電保護配置也是確保電網安全的必要技術手段，確保兩者協調發展。

3．充分試點試驗由于環境等外在因素的無法預測性，導致電力系統相關技術較為復雜，尤其是當配電網引入了分布式光伏發電系統之后，如果不經過多次小范圍內的模擬運行試驗，很難保證兩者可以兼容運行，互不干擾。比如在配電網中可以找一些典型的適合試驗的區域，這里的區域是真實環境，將分布式光伏發電技術引入到該區域進行試驗，用來分析試運行過程中所出現的問題，雖然會耗費一些成本，但是從長遠角度來看，對電網安全平穩運行還是很有必要的。經過不斷總結分析，改良后的技術更加成熟，運行方式更加合理，相應的問題也得到解決。同時，待技術成熟后可以將其應用到更大的電力工程建設中，從根本上保障兩者之間協調發展。

4．發揮輔助功能分布式光伏發電的接入雖然給主動配電網帶來一定的影響，但同時其作為一種可控資源具有獨特的運行優勢，例如光伏發電不必長距離輸送，避免了長距離輸電線路造成的電能損失，而且可實現無人值守，正常工業生產的需求可以通過光伏發電來調節，也能夠給配電網的優化穩定運行帶來一定的輔助作用。

結束語

主動配電網以其靈活拓撲結構的特點可以主動管理優化分布式電源，而分布式光伏發電也可以借助主動配電網技術的支撐，實現最大限度的接入，并通過與優化儲能、負荷聯控，使其發揮更大作用。同時，在政策規劃、試驗示范和技術規范等多個方面進行更加深入的研究，以更好地促進分布式光伏發電和主動配電網間協調發展。

作者：趙偉鵬 單位：中國石油集團電能有限公司電力研究設計院