智能电网、智能微网与智能配电网探讨

智能电网、智能微网与智能配电网探讨

夏荣华

（协鑫能源工程有限公司江苏南京210063）

摘要：随着经济社会的快速发展，智能配电成为电网配电的趋势，其中微网技术能够在不依赖大电网支撑下正常运行，有效地解决分布式电源大量介入配电网难题。与此同时，分布式发电也是日常生活中较为常用的一种方法，技术发展相对前两者也更加成熟。由于政府颁布相关政策支持，分布式发电技术在我国得到了更为广泛地应用。但是，分布式发电如何并网运行一直是电力行业需要解决的难题。文章对分布式发电、微网、智能配电网技术的概念、运行特性、技术问题及其发展的意义等方面进行研究分析。

关键词：电能发展；分布式发电；微网技术；智能配电网；面临挑战

1分布式发电的发展与挑战

1.1分布式发电现状

分布式发电是利用多种分散能源来进行发配电的技术。这里的分散能源所包含的种类繁多，可再生能源和不可再生能源都被包括在内。太阳能、风能、潮汐能等都是分布式发电所利用的主要能源，而一些地区不具备相应条件，一般使用煤炭和天然气进行发配电。

分布式发电的规模范围较广，发电量可以从几百千瓦到兆瓦级，我国目前通常使用的是中小型的分布式发电。分布式发电不仅在我国得到广泛应用，欧洲、美国等发达国家也对分布式发电投入了大量的人力物力进行相关研究。

欧盟连续在以“能源、环境与可持续发展”为主题的第五、六、七框架计划支持了一系列与分布式发电接入技术和可再生能源有关的研究项目。与此同时，美国在分布式发电研究上投入的经费更多。美国政府为了促进分布式技术发展，不仅在国家有关技术实验部分开展分布式发电研究项目，而且在各大高校和电力企业投入大量资金来全面推广分布式发电技术。

我国在分布式技术相关研究上起步较早，在2009年就成立相关分布式发电技术研究所，并且配备了科技含量较高的研究设施和技术水平过硬的科研人员。我国在分布式发电技术上的相关研究，不仅是分布式发电逐渐发展成熟的关键基础，也为分布式发电推广应用提供了技术保障。

1.2分布式发电的发展前景

分布式发电，可以降低发电的千瓦电能成本，尤其是在电能投入使用后，更大程度的降低了电能的使用成本，带来了可观的经济效益。因为分布式发电的良好优势，国家已经展开了对分布式发电的扶持行动，由此可见，分布式发电已经普遍的使用到了人们的生活当中。因为经济的飞速发展，人们的生活质量日益提高，电能的消耗也越来越大，小型的分布式发电已经不能满足人们的需求。所以，新型模式的并网发电得到了广泛的应用，这种新型的模式可以为电力系统的稳定性提供一定的保障。在中低压配电网系统的过程中，如果分布式发电电能的数值高达一定程度后，会很大程度的影响正在运行的配电网系统，进而降低了用户用电的稳定性。从目前的配电系统的使用情况来看，它还不能有效的把分布式发电电能大面积地接入到配电网中[1]。

1.3分布式发电面临的挑战

由于我国人口众多，导致油田、天然气等燃料价格相对较高，所以用天然气来提供发电的成本非常高，而根据分布式发电的节能特点的优势，应该选用成本较低的自然资源或是可再生能源来作为燃料。选择好适当的燃料之后，分布式发电仍需要面对两个方面的挑战。第一，占地面积的挑战，因为我国的人口数量庞大、分布密集，所以在城市占地中建设分布式发电基站是比较困难的。第二，表计成本的挑战，分布式发电的电能注入配电网的数据是需要记录的，而大部分居民在白天工作，消耗的电能极少，所以需要双向测量来更新电流表，进而需要大量的表计更换，增大了电能成本。

2微网技术的发展与挑战

2.1微网技术的概括

微网的本质就是小型配电系统，其能够独立的进行控制和管理。从运行角度来看，微网既能作为一个独立的整体进行自我运行，还能实现和外部电网进行并网的目的。微网主要包括：电能储备装置、分布式电源、能源转换装置、监控保护装置。

2.2微网技术的发展前景

微网技术对分布式电源在并网过程中产生的问题可以进行有效的解决，这样可以使分布式发电技术在中低压中被成功的使用。除此之外，微网技术自身的特殊属性就包括电能储备，并且还能对储备的电能进行科学有效的管理，从而为保持电网功率的平衡提供保障，进而使调度人员的工作效率和质量都得到有效的提高。微网技术在一定程度上对分布式发电技术进行补充和改进，从而使其可以被广泛的应用。

2.3微网技术面临的挑战

2.3.1电压方面的挑战

在高电压中，如果馈线上只有负荷却没有分布式电源，这样会导致馈线的电压显著的降低，但是当馈线进行分布式电源的有效连接，就会使微网中注入功率和负载电流进行相互消除，从而使系统的负荷得到显著的改善；在低电压中，为了实现馈线电压调节器的输出电压可以有效提高的目的，通常会使用补偿线路压降的方式，来达到系统处于稳定电压的状态中。但是分布式发电向微网系统中注入的功率不达标时，就会导致调节器的远端位置电压降低的情况出现。

2.3.2频率方面的挑战

传统的电力系统中都会存在一定的惯量，所以频率成为影响负荷变动初始功率平衡的主要因素之一，对于分布式发电而言，电力电子设备本身不具备储能的特征，并且原动机的响应速度比较迟缓，从而使得惯量较小的电源系统无法及时响应电能负荷的变化[2]。

2.3.3谐波方面的挑战

在分布式电网中，很多的电力电子设备并没有被有效的利用，这样导致大量谐波的出现，从而对分布式发电方式和转化器的正常运转产生不良的影响，同时也对电压的稳定性产生一定的影响。

3智能配电网的发展与挑战

3.1智能配电网的概括

智能配电网是利用现代化的科技手段，以及使用数字控制型的电器设备，来建立全新的电网，使其具备智能化、安全高效等特点。智能配电网一方面对先进技术、通信技术进行有效的集成融合，来实现智能运算的目的；另一方面，其可以对设备资源和客户响应等信息进行有效整合和优化，并建立成统一的电网模型，从而实现智能软件的功能。

3.2智能配电网的发展前景

智能电网可以从两方面进行叙述。在广义方面，智能配电网主要具有数字信息化和自动化的特点，并且还具有一定的兼容性、预防故障性等特征；从狭义方面来讲，智能主要在电网核心建设方面得到有效的体现。智能配电网能够使分布式发电被大规模应用，并且可以起到对电网资源进行有效优化和科学配置的效果，从而使电网的正常运行得到有效的保障，也使得提供给人们使用的电力安全性得到显著的提高，进而与我国可持续性发展的目标更加的吻合[3]。

4结语

综合上述，通过建设一个科学的智能电网体系和发电机制是解决我国能源问题的重要途径，是发展经济的核心支柱。从目前我国的发电能源的实际情况来看，分布式发电无法得到广泛有效的应用，使其不能充分地发挥节能优势的作用。所以，我们应该积极地探索研究智能配电网，协调好分布式发电、微网以及智能配电网这三者的关系，充分发挥能源再利用与节能的作用，让分布式发电更顺利的投入大规模的生产中。

参考文献：

[1]张陶.分布式发电机组微网方式接入智能配电网研究[J].供用电，2011，28（04）：28-30.

[2]王立峰.探究分布式光伏发电与智能微网的发展[J].通讯世界，2017，03（11）：160-161.

[3]龙文志.分布式光伏发电与智能微网的发展[J].建筑技术，2014，45（04）：294-300.