分布式光伏發電與主動配電網的協調發展

羅 熹 張志文 杜澤源

（國網湖北省電力有限公司十堰供電公司，湖北 十堰 442000）

0 前言

對于分布式光伏發電的理論界定，可將其理解為是新型可再生能源開發與應用的有效方式之一，雖然分布式光伏發電具有著眾多優勢，但是，分布式光伏發電的接入為配電網的穩定性以及安全性造成了一定的威脅。為確保配電網的穩定運行，常規會應用到限制分布式光伏發電接入容量，對接入實施規范的方法。主動配電網是近年來比較受到關注的重點問題，為傳統配電網的改革提供了重要保障，而分布式光伏發電與主動配電網技術存在著重要相關關系，需要關注到這一點客觀事實來促使兩者能夠實現協調發展。

1 概念簡述

1.1 主動配電網

主動配電網被定義為能夠綜合控制多個分布式電源、負荷、儲能裝置的全新配電網絡，其具體工作為應用靈活性較強的網絡拓撲控制系統，在確保分布式資源在適當監管環境與準入協議下為配電系統提供穩定的基礎支持。主動配電網的理念主要呈現在規劃、控制、管理等主動性以及感知的全面性上。主動配電網被視為智能配電系統，近年來廣泛應用在社區與廠區等領域，對進一步提升電力系統的調度控制發揮著重要的作用。實際上，主動配電網的核心技術涉及到電力系統、電力電子、網絡通訊等多個領域。

1.2 分布式光伏發電

圖1 分布式光伏發電模式

分布式光伏發電依據因地制宜與分散布局以及就近應用等原則，應用地域內太陽能資源取代或是減少石化能源的消耗。分布式光伏發電具體所指向的是應用光伏組間，將太陽能轉變為電能的分布式發電系統。分布式光伏發電是近幾年出現的全新的具有較大發展空間的發電與能源綜合應用方式，其核心價值在于調整電力在升壓與長途運輸中的損耗問題。當前分布式光伏發電主要被應用在城市建筑物屋頂光伏發電項目中，此項目需要介入公共電網，與公共電網共同作用為周邊用戶提供電力資源。分布式光伏發電具有著四大特點：其一，分布式光伏發電的輸出功率較小，常規情況之下，分布式光伏發電項目的容量可控制在數千瓦之內，光伏電站的大小對發電功率以及經濟性影響較小。其二，環保作用較強，分布式光伏發電項目在整個發電期間，并不會發出噪聲，且不會對空氣與水資源造成污染。其三，分布式光伏發電能夠在較大程度上調整部分地區的用電緊張情況。其四，分布式光伏發電能夠實現發電同時也能夠實現儲能作用。分布式光伏發電應用模式如圖1所示。

2 主動配電網核心技術

2.1 柔性組網技術與保護技術

柔性組網技術是依據配電網的連接方式與設備形式，應用多種電力電子裝置，經由柔性變壓、雙向潮流控制等柔性控制技術，此項技術能夠為電網提供具有較強靈活性的調節作用，促使不同網絡結構能夠發揮其各自的優勢，提升供電安全與穩定性。保護技術也就是依賴于模式識別與多信源以及大數據等技術，經由直流保護以及網絡保護等技術，對各種故障進行可靠的判斷，同時識別發生故障的區間，實現安全隔離。

2.2 儲能技術與能量管理技術

儲能技術是結合具有差異性的儲能形式在規模與功率密度、速率、成本、可用性等方面的優勢與劣勢，針對規?；瘍δ芟到y，將各種儲能介質協調應用，經由對各種儲能方式配比優化設計以及協調控制，發揮其各自的優勢，實現混合儲能系統的最大化價值。能量管理技術也就是經由先進傳感器網絡以及智能終端技術，對電網運行狀態、電源、負荷特性進行識別，并在單元層面評估電源出力、充放電需求、負荷需求，促使其能夠達到配電網系統可查看可操控標準。另外，儲能管理技術能夠建立在多源大數據平臺上，經由協同優化技術來優化主動配電網的區域自治以及布局。

2.3 新能源接入電壓控制技術與可再生資源滲透諧波技術

新能源接入在一定程度上增加了電壓調節的難度，經由地域內以及全局電壓協調控制，對本地電壓控制環節與控制能力實現動態追蹤以及實施評估，向系統預報地區內無功需求以及無功可調節量，由系統實現全局優化。另外，結合系統給出的電壓控制值經由低于各無功電壓控制環節的聯合控制，確保接入點新能源接入的電壓安全。就可再生能源高滲透區域諧波治理技術而言，為能夠配合大量間歇波動性可再生資源與電力電子裝置等接入，應高做出的工作位調整各單元之間可能會引發的諧波超出標準問題。應用可再生能源并網變流器等裝置吸收諧波，能夠在一定程度上確保配電網的完善性以及穩定性。

3 分布式光伏發電與主動配電網協調發展

3.1 政策規劃

基于分布式光伏發電與主動配電網各自的特點，分布式發電與主動配電網的協調不能夠脫離政策方面的支持，且需要在規劃設計階段對此加以考慮。依據不同地區的特點以及實際需求，需要結合其實際情況建設分布式光伏發電系統，并對配電網的發展加以規劃。結合需求差異性，現階段分布式光伏發電與主動配電網存在著三種具有代表性的應用模式。在電網架構薄弱或是電力資源不足的地區，將提升供電水平作為核心目的，其關鍵點是調整電壓穩定性以及分布式光伏發電滲透率接入等問題。

3.2 技術規范

在分布式光伏發電與主動配電網協調發展期間，技術規范起到重要作用，在初期發展中，技術特征主要展現在避免分布式光伏發電為電網所帶來的負面影響。在此階段中關注的關鍵點在于提升改善分布式發電裝置的性能，促使其能夠符合配電網穩定性以及可靠性的標準。在分布式光伏發電應用越來越廣泛后，單向的應用技術規范來限制分布式光伏發電系統的模式廣泛應用，經由引入主動配電網技術對傳統配電網實施優化升級，能夠在系統層面改善分布式光伏發電對配電網的負面影響，促使分布式光伏發電寬限接入可能性有所提升，為分布式光伏發電的大規模推廣提供了必要的基礎條件。

3.3 實驗示范

基于實驗示范項目對分布式光伏發電以及主動配電網的關鍵技術實施演示，一方面能夠促進關鍵技術的發展，另一個方面能夠為先關技術的廣泛應用提供基礎保障。在電網架構相對薄弱以及電力功能水平不足的地區中，其關注點應該是實驗功率以及電壓的動態控制，在外部電網發生巨大的變動或是突發故障時，促使局部配電網的供電安全性能夠得到優化。在城鎮范圍內，主要實驗主動配電網基于儲能與負荷管理，關注到分布式發電裝置靈活接入以及分散運行管理的具體情況，基于整體設計標準設計電壓與諧波控制策略，經由調節負荷與儲能裝置的功率，控制配電網內部與公共連接點的功率范圍。

4 結論

新能源越來越受到關注，各種關于新能源的問題也在持續研究過程中，這其中包括著新能源的開發以及利用等眾多內容，而分布式光伏發電在新能源的開發與利用中發揮著重要作用。經由上文對分布式光伏發電與主動配電網概念以及特點的分析，能夠看出分布式光伏發電對主動配電網系統具有著較大的影響作用，兩者協調發展對供電穩定性以及安全性具有著重要積極作用。

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