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分布式技术和智能电网协同发展前景

日期:2022-05-02    来源:能源情报  作者:刘威

国际电力网

2022
05/02
08:55
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关键词: 分布式技术 智能电网 分布式发电

我国人口基数很大,随着国家经济的增长,人民的消费水平也在不断提高,这也促进了能源的不断消耗,对电能的需求也在快速增高。为了实现经济社会的可持续发展,我们需要大力促进能源的循环利用和高效利用,为经济的高效发展奠定能源基础。在这种情形下,为了实现社会经济的可持续发展,提高能源的利用率,我国对于发电方式的改革尤为重要,而分布式发电具有节能环保、使用灵活等优点,可以较好地适应我国现在的发展环境。在电能高速消耗的今天,分布式发电的广泛应用是经济发展的基础和重要保障。

1  分布式发电

1.1  分布式发电的定义和概念

分布式发电是美国于 1978 年在公共事业管理政策法律中第一次提到,它的定义是,直接设置在配电网内的或通常分布在负荷附近的一些发电设备,通过它可以实现发电的高效化,提高发电的安全性和经济性,使发电过程更为安全可靠。至于分布式发电的电源即在发电中需要使用到的设备,包含但不仅限于光能发电、风能发电、燃料类电池等,诸如此类规模比较小的发电设备,不仅能够设置在用户身边,而且能够为有需要的地方直接输送电能。

1.2  分布式发电的特点

分布式发电的主要特点如下:首先,也是最重要的一点,分布式发电可靠性较高。由于分布式发电操作简单容易上手,电源规模也较小,以微型或中小型机组居多,并且各个电站之间也是互相独立的,所以分布式发电不容易出现大范围的供电事故。

其次,分布式发电具有经济性。小距离输电可以减少不必要损耗带来的额外支出,使线路磨损和不稳定的情况更少发生。除此之外,分布式发电具有很强的灵活性。由于分布式发电需要的建设成本较低,其电源体积较小,建设所需的时间也较短,因此,可以用很短的时间、更少的资金投入,最大限度地解决供电问题。

最后,分布式发电对环境友好。由于分布式发电中通常使用的是天然气等清洁能源,因此,其对环境友好度高。而且分布式发电通常是就近供电,降低供电线路的建设中的电磁污染,对环保具有重要意义。

2  智能电网

2.1  智能电网的定义和概念

关于智能电网,目前,学术界还没有明确的定义与概念。我们通常认为,运用信息技术建立的高级自动化的信息网,并且运用较好的传感设备在电网中作为中心,能够对全部用户、全部节点,实行有效的、实时的、全方位的监控,并能够在电厂和传感器之间、电网公司与普通用户之间实现双向的沟通和及时的联系。

2.2  智能电网的特点

一是能够自我管理运行和恢复。智能电网除了可以自我管理、运行,评估、检测以及恢复,还可以在特殊情况下快速进行网络分段并且存储电网原件。

二是能够进行电力的双向服务。双方在市场可以通过智能电网连接进行电力的买卖,也由此产生了更多的电力产品和服务,使各个电力市场更好地联系起来,使电力能源更好地走向市场。

三是电能质量的高效和安全。智能电网十分安全高效,可以提供持久有效的电力能源,是经济发展的可靠保障。

四是同时具有兼容性和开放性。五是运行效率高。主要是通过四种高等技术在智能电网中的运用,包括高等级的测量、配电、输电和资产管理。

3  分布式发电与智能电网的结合的意义

分布式发电和智能电网的结合,除了对供电系统的稳定运行具有较强的推动作用外,还能够对电力设备的良好运行保驾护航,智能化监控的精要之处在于有效发现细微问题并及时解决,这对于电力系统运行的安全和稳定具有很强的保障作用。

除此之外,两者的结合对于电力产品和服务的市场化改革具有较强的促进作用。现阶段电力的市场化改革面临形势严峻,普通用户对于相关的服务也日益提出了更高的要求。所以不断增进新技术的运用尤为重要,不仅较好地适应了客户和市场的全面需要,对于提高电力行业的软实力也十分必要。分布式发电技术与智能电网技术相结合,在实际运用中,取得了良好的效果。

但是,现阶段的运用还突出了一些需要我们解决的问题,主要问题有以下几方面:

3.1  系统规划问题

随着经济的不断发展,电力的服务也在不断复杂化,由于现阶段电力数据的多样化,数据有着变化性强、复杂程度高的特点。分布式发电和智能电网技术结合将会大大增加数据的复杂性,数据来源更多,数据变化程度更高,所以必须要增强电网系统的整体规划,实现不同端口的有效管理,以避免其对于整体的影响。

在分布式发电技术和智能电网技术结合的研究中,有很多方面的研究力度不够,尤其是对于整个系统的统筹和分析方面。为了更快更好地解决数据处理中的诸多问题,使整个系统运行更稳定,更有保障,我们必须注重系统的统筹规划。

数据的日益复杂是分布式发电和智能电网技术结合难以避免的问题,这将对整体产生诸多影响,很多能源可以被分布式发电技术所应用,对能源如何应用以及能源应用的规模等,这些方面都要智能电网技术的整体设计,统筹规划,才能使整体功能的发挥更加可靠。

3.2  电网系统稳定运行方面的问题

保证电能的稳定输出很重要,除了运用单一的智能电网和匹配设置相应的模式外,还需要及时检测,实现智能化管理。分布式发电和智能电网技术的融合存在以下问题,因为分布式发电使用的太阳能发电技术,电压复杂,有很多的端口需要管理,因此,要想全面监控,就无法使用单一的监控模式,这一技术的局限性难以改变,对于整个系统的供电稳定会有一定影响,并且容易发生一些供电事故。

3.3  配电网数据传输管理的动态性问题

为使电力管理的统一性得到保障,实现电能的有效监控很重要,这需要动态的监控,即根据系统运行的具体情况进行关于模式的调整。分布式发电和智能电网技术的结合,可能会在光能应用中出现问题,改变了无源放射状电网的性质,使电能的传输率降低,这样就难以保证对配电网数据的管理和传输,对后续的判断与处理造成一定影响。

除此之外,分布式发电和智能电网技术的结合,会使配电网发生结构上的变化,若是电力系统出现了事故,将会对问题的排查造成影响,故障隐患可能是多方面的,比如,在无源放射状电网中,或者在分布式发电技术中,单纯的断电保障无法彻底排解事故,而且会对继电器的保护装置造成影响。

4  分布式发电与智能电网技术的结合探讨

4.1  深入探究两项技术,建设标准化体系

在分布式发电和智能电网技术的结合中,需要对两种技术的各个方面进行分析和探究,包括性能、分布状况等方面的情况,需要结合电力系统的技术参数,使分布式发电技术更好地适应智能电网体系,以方便接入,需要有明确的接入位置以及容量等,可以根据尝试进行动态的调整,做出更具体的配置,并结合实际情况分析,建设出完备的标准化体系建设,使之后的运行更加稳定。

4.2  提高问题意识,加强全过程控制管理

在分布式发电和智能电网技术结合中,存在的问题诸多,有效监控难以落到实处,我们还需要新技术的支持,才能够有效解决运行冲突。需要引入的技术还有许多,以电力电子技术为例,可能通过“即插即用”的技术,解决一部分冲突,提升整体性能。除了运用电力电子技术构建并行电路,快速转换接口,限制短路电流以外,我们还可以运用该技术建构并行电路,使短路电流可以低于额定电流,即使故障发生时,电路系统依然能够平稳而有效。不过,该技术并非完美,如若电力系统有故障发生,会直接影响系统电压和频率的状态,正因如此,该技术难以确保配电系统平稳而高效率地运行。

对于解决此问题而设计的功率管理系统,可以在该系统中设置出更多模块,以加强对并行电路体系的控制,可以将其在整个系统中配置到终端环节,以便对全过程效率的监督控制,为系统的安全提供保障。

电压下垂特性调整、电压调整策略制定、电力潮流因子校正都是该技术常用的三种技术模式,为提高电力系统的电压稳定性,避免大部分的偏离,并能有效矫正电力潮流因子,不过,该技术也并非万能,毕竟其对通信管理效果不好,智能电网高级故障管理体系可以解决这个问题,通信功能的作用在于,如果发生供电系统故障,使分布式供电系统能够独立地运行,使整体功能的发挥不受影响。

5  结语

智能电网与分布式发电技术两者的结合,以及在电网系统中的运用,是我们现在和将来都需要探讨的问题。智能电网技术将分布式发电技术的运用效率提升到了一个新的高度。这是我国电网在未来发展的目标和方向。同时,智能电网技术和分布式发电技术不应该分开,两者需要相互依存,相互促进,智能电网技术是分布式发电技术的有力保障,通过两者结合,可以更好地满足我国电网的实际需要。现在,我国无论在智能电网技术的应用上,还是分布式发电技术的应用上,都尚未成熟,我们还有诸多需要攻克的难点,唯有加强重视程度,认真发展科学技术,才能不断提高智能电网和分布式发电技术的安全性和可靠性,才能在不远的将来实现技术的良好运用。

(作者/刘威 平高东芝避雷器公司,中国设备工程)

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