刍议智能电网建设中分布式电源的规划论文_高丹丹

刍议智能电网建设中分布式电源的规划论文_高丹丹

(国核电力规划设计研究院 100095)

摘要:中国是能源生产与消耗的大国,经济的快速发展的同时能源需求量也逐渐增加。可再生能源逐步代替化石能源是人类面临的一个重大挑战。智能电网技术有机的耦合了高级传感、通信、自动控制等技术,加上分布式电源(DistributedGenerationDG)的综合应用,可实现实时互动与协调运行,对于节约能源,降低污染具有重要的意义。

关键词:智能电网;分布式;规划

一、智能电网建设和分布式电源概述

随着社会的发展和科技的进步,电力行业在能源、安全运行、环境、市场竞争、抗攻击能力等方面面临的压力也越来越大,化石能源正在逐渐被可再生能源替代。目前,最大限度地提高电网体系的能源效率可以说是人类发展所面临的一大挑战。而智能电网就是想要通过先进的控制方法、设备技术、先进的测量技术、传感技术和决策支持系统技术等,已达到电网安全、经济、高效和可靠运行的最终目的,这样再通过智能化控制实现互补、互助和精确功能,从而降低用户的成本使其投资效益达到合理状态。

分布式电源一般是指发电功率是数千万至50MW小型模块式的并且能够实现与环境良好兼容的独立电源。根据使用技术的不同,分布式电源可以分为内燃机组发电、热电冷联产发电、小型水力发电、燃气轮机发电、太阳能发电、风力发电和燃料电池等等。根据使用的能源类型不同,分布式电源又可以分为像风力、潮汐、小水电、太阳能等的可再生能源发电和化石能源发电如石油、天然气和煤炭发电等。分布式电源是一个可靠且高效的发电单元,主要分散布置在用户附近。分布式电源是以先进的材料技术和高超的制造工艺,利用自动控制技术,给地区电力供电的一种电力供应单元,具有一些传统发电方式不具备的优点。

二、分布式电源接入对配电网规划的影响

2.1降低负荷预测准确性

负荷处安装分布式电源,减小了从主网获取电能或实现电能自给自足,可推迟配网升级或扩容。但负荷大小和负荷峰值均随分布式发电产生很大变化,以此作为基础数据进行负荷预测,降低负荷预测的准确性。

2.2增加配网规划复杂性

配电网规划是一个多目标非线性整数规划问题,其复杂程度与其维数相关,通常需同时考虑几千个节点。若规划区内出现许多DG,则规划时需额外考虑配网对可再生能源的接纳能力,环保效益及DG投资和运行费用、DG位置与网架协调、DG与负荷协调。此外间歇性可再生能源的随机波动,增加了配网规划的困难,对配网规划方案的适应性提出了更高的要求。

2.3改变配网运行特性

配电系统接入DG后,原有的单向潮流发生变化,潮流方向不再确定。为维护电网的安全、稳定运行,应将分布式电源集成到配电自动化系统中,接受统一调度控制。

2.4加大配网投资分歧

由于DG的投资主体多元化,利益角度不同,规划方案大相径庭。此外,负荷处装设分布式发电设备,可能降低配电线路的利用率,使电力公司的投资难以收回甚至变成沉没成本,因此加大配网投资方关于分布式电源投资分歧。

三、智能电网建设中分布式电源的应用

首先,在智能电网建设中使用分布式电源,可以提高电力系统的可靠性并实现能源的多类利用。平时在我们的日常生活中,常出现一些停电事故。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于分布式电源的特殊设计,在电网出现大面积停电事故的时候,分布式发电系统仍然可以保持正常的运行,能够维持正常的电力供应,从而使得供电系统的可靠性和安全性得以提高;另外根据分布式电源的分类可以知道,分布式电源具有多种类型的电力供应能源,所以这样有利于实现能源的多类利用,有利于提高能源利用水平和促进能源利用结构的合理调整。

其次,在智能电网建设中使用分布式电源,有利于降低电能消耗。由于自然和经济成本,在我国的有些地区电力供应难以覆盖。并且我国传统的电力供应主要以火力供应为主,随之带来的环境问题十分严重,还有传统的远距离传输也能够产生电能消耗。而分布式电源大部分是就地取材,在电力供应上,可以利用燃料、废弃资源甚至可再生资源,例如,煤层气、天然气、沼气焦炉煤气、太阳能、风能、水能等,因此使用分布式电源不仅节省了电网投资,而且降低了在电力传输中的电能消耗,这样利于促进低碳经济和循环经济发展。

最后,在智能电网建设中使用分布式电源,有利于调节电力高峰。众所周知,夏季和冬季是电力负荷的高峰期,有效的结合传统电力供应和分布式电源,对于解决夏季供冷和冬季供暖问题能够起到良好的调节作用。

四、智能电网建设中分布式电源的合理规划方法

4.1合理选择分布式电源点

分布式电源的运行可以利用较为广泛的可再生资源,但是因为各地资源分布不均衡,给分布式电源点的选择造成了一定的困扰。所以在实际建设过程中,为了实现对可再生资源的最大利用效率必须合理选择分布式电源点。首先,对于太阳能资源的有效利用,虽然太阳能资源极为丰富,但是在我国各地区分布依旧存在一定的差异,从太阳能全年分布总量来看,如山东、西藏、河北等地区的太阳辐射总量要比四川、贵州等其他地区的辐射总量高很多,所以对于在太阳辐射总量极大的地区在建设分布式电源时宜优先选择太阳能资源。其次,对于风能资源的有效利用,因为我国地域十分广博,各个地区的风俗以及同一地区在不同时段的风速都会不同,在风能的利用上也要进行合理选择,一般在东南沿海一带在建设分布式电源时宜优先选择风能资源,而在四川盆地、云贵高原等地区则不宜选择风能资源。

4.2选址定容综合考虑多种因素

选址定容是分布式电源建设的重点步骤,必须要综合考虑多种因素:首先,最重要等地就是要对投资成本和受益进行预测,在进行分布式电源建设时要对设备、基础建设和运行费用等进行综合评估分析,并且要分析分布式电源运行能够带来的效益,在减少电网损耗与降低排放方面的功效。其次,要对分布式电源建设后的电网性能与电能的质量进行考量。其三,要对分布式电源的建设环境进行评估,综合考虑地理位置、气候状况、地形等因素,正对区域的独特属性选择最为合适的电源类型。

4.3保证分布式电源建设适应智能电网发展

我国的分布式电源已经初步实现并网,但是由于科学技术和设备产品的不完善,无法很好地在分布式电源和微网建设中适用,加上分布式电源建设投入周期长、回报率低的原因,严重限制了投入资金的渠道来源,包括政府在这方面的政策扶持也不到位,所以分布式电源的建设仅仅处在示范阶段,其发展速度远远跟不上智能电网建设的发展。但是,分布式电源建设尤其自身独特的属性,能够有效促进智能电网运行的安全性与稳定性,所以具有较大的发展空间,政府应该出台相关政策鼓励各方面的投资者加大投入,扩宽分布式电源发展的资金渠道,政府自身也应该加大资金投入和进行相关的政策扶持,促进分布式电源建设的发展。

结语

分布式电源是智能电网建设中的重要组成部分,是智能电网中灵活性、可靠性的体现;智能电网是分布式电源发展的基础和平台。因此,实现分布式发电源的合理规划促进智能电网成长的有效途径。

参考文献

[1]卞超.分布式发电技术与智能电网技术的发展趋势[J].中国高新技术企业,2015.

[1]徐铭,张维,郭上华,牛文楠.分布式电源接入装置的研究综述[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010.

作者简介

高丹丹(1986.12-),女,黑龙江五常县,华北电力大学研究生,专责设计师,单位:国核电力规划设计研究院。研究方向:计及分布式电源的城市配网规划及可靠性分析。

论文作者:高丹丹

论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期

论文发表时间:2017/1/13

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