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摘要：分布式技术对于提升农村配电网络的整体水平有重要的作用。本文分析了分布式技术的概念、应用特征等，并建立了基于分布式电源的农村配电网络双层模型。
关键词：分布式技术；配电网络；农村
0 引言
处在电网系统最末端的农村配电网络，因为广阔的地域特征、复杂的连接方式等特点，对于配电系统有着较高的要求。此外，近年来由于三农政策惠及了更多的人，农村经济取得了蓬勃发展，从而带动了电力需求的大幅度提升。而农村地区由于自然地理条件的影响，富含大量资源，因此未来的新型农村配电网络建设离不开因地制宜的发挥农村的资源优势。如何在满足节能减排需求的基础上更好的为农村地区提供充足的电力是当下备受关注的一个问题。分布式电源技术的引入恰到好处的解决了这个问题，利用清洁可再生能源进行发电的分布式电源正逐步在农村配电网络中发挥着日益重要的作用。尽管分布式电源具有清洁、环保、无污染等优势，但由于分布式电源多安装在用户一端，无法直接与主网合并的特点，必须注重对分布式电源的管理，通过有效的网络设计与管理，使分布式电源的使用成本降低的同时提升发电效率、保证发电质量，从而维护整个农村配电网络的稳固性与安全性。本文在探讨了分布式电源技术的概念与应用现状后，提出了将分布式技术纳入农村配电网络的一套模型，以期为农村配电网络的建设提供相应借鉴和参考。
1 分布式技术概念
随着对能源的开发与利用技术的不断提升，传统的供电模式由于能耗大、污染严重已很难适应当前社会的发展现状，在这种背景下，旨在利用太阳能、风能、地热能等能源发电并且使之结合到现有电网中的分布式发电技术应运而生。分布式电源指的是将小规模的发电系统分散的安排在居民区附近，且主要依靠太阳能、风能等可再生资源为用户提供电能。分布式电源具有较小的规模，通常为几十kW或是几十MW。凭借出色的环保性能与节能特征，分布式发电技术正取得越来越广泛的应用。
表1 分布式电源的容量范围及衔接电力系统的方式
2分布式电源的应用情况
国外对分布式电源的研究与应用开始很早，且技术相对成熟。如美国在对风能的开发方面已经形成了较大规模，在夏威夷和加利福尼亚等地安装了大量风力发电机，2007年美国的风力发电量达到了4500MW，在国际风力发电领域居于首要地位。日本也较为重视风力能源的开发，所建造的巨型风车每台可以提供1000kW的功率。
我国分布式电源的发展较为缓慢，普及程度也很欠缺。尽管在一些机场、医院已经出现了分布式电源，但由于政策约束与标准的缺失导致很多投资方没有建设分布式机组和电站的意愿，我国分布式发电技术急需更深入的推广。
3 分布式技术对电力系统的影响
分布式电源在实际中可以按照独立运行和并网运行两种方式运行。这两种方式各有优缺点。当采用独立运行时，由于分布较为分散的特点以及集中在用户端的原因，所提供电能的连续性、稳定性、电能质量等都难以保证。而借助发电机或是其他储能设备使之并入电网中时，固然会使供电质量得到提升，但需要花费昂贵的初始投资，投入运营后也需要耗费大量的维护保养费用。分布式电源技术的引入对电力系统会产生重要的影响，具体如下：
3.1 供电电压
作为供电质量的重要衡量标准之一，供电电压对整个配电网络的稳固性与安全性有着至关重要的作用。当分布式电源并入主网后，不可避免的将会对电压产生影响，为了保证供电电源的稳定，我国对分布式电源的电压以及与电网连接点处的电源进行了严格规定，分布式电源并入的主网电压不得高于35kV，且随着分布式发电机组容量的增大，并网电压也要随之增大。
3.2 电压波动和闪动
由于分布式电源一般有着较小的容量，因而其惯性也较小，当外界有负荷对其冲击时，分布式电源的抵抗性能较低。因而分布式电源在并入主网时极易发生闪动，即电压在瞬时发生强烈的波动，为了减少此现象的发生，需要相关标准对其进行规范。目前美国制定了针对闪变的相关标准，要求配电变压器的高压侧电压必须低于额定电压的3%，以此来保证电压的相对稳定。
3.3 运行频率
当分布式电源并入主网后，不可避免的会受到电力系统的频率变化的影响。为了保证配电网络的稳定运行，必须要实时监控并调节电网频率，从而保证分布式电源的发电机组频率与配电网络的频率相同。一旦频率处于异常范围，必须及时把分布式电源从电网中分离。
3.4 电压分布和网损
潮流计算是衡量分布式电源在电压分布和网损方面造成影响的一种重要量化方法。分布式电源并网运行会使配电网的潮流计算变得更为复杂，传统的潮流计算方法不涉及分布式电源的计算，因而无法发挥作用，而目前尚缺乏针对分布式电源并入主网后的新型潮流计算方式。这方面的研究亟待更深一步的进行。
4 基于分布式技术的农村配电网络模型构建
分布式技术尽管有着众多优势，但在实际应用中必须严格管理，通过模型的构建与应用使分布式技术更好的应用到供电系统中。对分布式电源可以采取如下管理方法：对变压器的接头进行控制，从而保证分布式电源的输出电压的恰当与稳定。通过相关设备的引入如无功率补偿设备，从而使分布式电压机组的功率得以提升，避免电压剧烈波动等。
为了实现对分布式电源的有效管理，必须构建一套综合而系统的模型。该模型包含两个层次，模型的上层是对农村配电网络的整体设计，模型下层是调节分布式供电机组提供的电能。在对农村配电网络的整体设计方面，其最优的目标是保证配电网络具有最低的成本与运行费用。继而在上层设计的基础上探讨分布式电源输出电能如何得以优化。
图1 基于分布式技术的农村配电网络模型示意
5 结语
分布式电源依托先进的能源利用技术，使太阳能、风能等绿色能源发电变为现实并得以投入供电应用中，凭借清洁、环保、节能的优势，分布式电源技术在国际上广受重视，有着广阔的发展前景。目前技术并未达到完全成熟，分布式电源的应用仍然存在一些问题。未来分布式技术的研究应重视实践与理论的结合，注重通信与智能测量等技术的引用，在考虑配电网络的综合规划的同时保证分布式技术输出电能的质量。
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论文作者:代长江,宋沅泽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/16
标签：分布式论文; 电源论文; 技术论文; 电压论文; 网络论文; 农村论文; 模型论文; 《电力设备》2018年第13期论文;