分布式发电、微网与智能配电网的发展思考

刘珅

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：分布式发电；微网；智能配电；配电网

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0109-02

随着科学技术的快速发展，我国电网技术也在不断更新换代。分布式发电技术在政策的支持和电能生产价格不断下降的情况下得到了广泛的应用。新的并网发电分布式发电系统的稳定运行提出了挑战，而系统运行人员也往往对部分分散的小容量分布式发电电源视而不见，相反，一些大型的集中性分布式发电电源又总是不易控制的。

分布式发电是指一种充分利用各种分散存在和可用的能源来进行发电和供能的技术。微网发电技术一般应用于小型发配电系统，其组成结构往往根据实际需求而不同，不过一般包含分布式电源、自动检测设施和储能设施等。智能输电相对前面两者网的整体稳定性和可靠性更高，在应对紧急事故是更加具有优势。智能输电网在能源利用方面具有一定优势，可以对可再生资源进行大范围集中性开放，并且实现能源广域性优化。

1 分布式发电技术

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 分布式发电特点

分布式发电系统由于工作需求而各不相同，不过一般分布式发电系统包含能源转化设施、控制系统以及与外部电网相连的电器接口。分布式发电相对其他发电技术，其不仅在成本花费方面具有优势，环境污染方面也得到了控制。然而分布式发电也有其自身缺点，其稳定性较差，特别是一些利用可再生能源进行发配电的设施。使用可再生能源发电时往往很难进行大幅度发电量调节，当负载发生较大变化或负载加大情况，分布式发电不稳定性的缺点就体现出来。在实际使用中，可再生能源分布式发电往往不能单独工作，需要外部能源或其自身内部电源进行搭配使用。

除此之外，分布式电力系统往往使用电子电力设施进行并网，而电子电力设施在实际运行中也具有动态性，这就给分布式发电的电力控制系统带来更大的挑战。值得一提的是，分布式发电的应用对当地环境条件要求较高，这在一定程度上也限制了分布式发电技术推广。

1.3 分布式发电的技术问题

从经济角度进行分析，具有并网功能的分布式发电电源不仅能够发挥自身技术优势，同时还可以节省大量经济费用。但是从技术方面出发，分布式发电依然有较多需要攻克的难题。

由于分布式发电的自身特点，在实际运行中不会随外界载荷而进行变化，只会通过调节外部能源消耗来控制发电量。这就给实际运行带来了技术难题，特别是夏天居民用电大幅度提升时，需要不断进行其他外界能源补给来满足供电需求。

2 微 网

2.1 微网介绍

微网通常只能进行小规模发配电，发电量难以与分布式发电相比。微网的组成与分布式发电相似，主要包含分布式电源、能源储存和转化设施以及相关的应急保护设置。

微网不仅可以与外界联系进行并网运行，还可以做到内部独立运行。

微网的实质就是一个具有负载的独立运行系统，将分布式电源与负荷有机结合在一起。微网虽然是小规模发电系统，但是其内部结构应有具有，可以顺利完成输配电任务，并且对负载进行一定程度的调节。

2.2 微网的经济意义

微网在实际使用中拥有十分大的经济优势，它可以将分布式电源与外部电网联系在一起，从而最大程度上发挥出分布式电源的功效。

微网经济意义不止如此，在实际运行中不仅能够为分布式发电提供效率保证，在恶劣天气中更能体现自身优势。例如在风暴或大雨天气，微网可以为一些重要设施提供供电保障，保证相关设备正常运行，避免出现经济损失。微网供电质量较高，不容易受外界干扰，对用电设备寿命有间接保护作用。

2.3 微网的特点

微网的特点是它具有双重身份，在实际电网中既可以当作发电设施，也可以充当负荷的角色。

因此，在微网运行时就可以展示其两方面的特点，一是以封闭系统进行单独运作，二是接入到电网中发挥作用。不过与分布式发电类似，微网在实际使用中也具有较大的不稳定性。微网的电力能源主要是风能、太阳能等，输出能量虽然以电能为主，还包括热能、光能等。两方面的动态特点也增加了微网的不稳定性，给控制人员带来更多的困难。

微网独立运行需要考虑的动态因素较少，容易进行操控。但是一旦微网与电网并行运行时，整个电力系统将会变得复杂，需要涉及到多方面调控。微网的发配电能力有限，无法满足大负载设备，这也阻碍了微网的推广使用。

3 智能配电网

3.1 智能电网介绍

智能电网是通过对电网系统宏观调控来实现电力资源的充分利用，使电网安全稳定运行，为广大居民用户提供安全可靠的电力供应。智能电网的优势主要体现在其对整个电力系统的控制，有效避免大规模停电现象出现。

同时在对可再生能源利用上，智能电网可以从全局出发，对资源进行高效使用和集中性开发。智能输电网的建设为实现智能配电网提供了强有力的基础，为智能配电网的持续性发展提供了保证。

智能配电网与智能输电网一样，在实际使用中可以运用发达的电子计算机技术，对电网进行自动化控制。智能电网可以对用户用电信息进行整合分析，在电网系统中实现信息化，进一步加强电力系统的发配电控制。智能电网还可以根据市场需求开发新产品，可以兼容各种分布式发电电源和储能设备，从而根据不同的需求提供不同质量的电能。

3.2 智能配电网的技术问题

商业需求的拉动和技术上的推动为智能配电网的发展提供了强有力地动力来源。随着人们生活趋近于科技化，电力资源是人们生活中不可替代的必需品。

同时从技术角度出发，供电技术和电子信息技术的高效结合，为智能电网的快速发展提供了技术基础。但是目前智能配电网技术发展尚未完善，在许多细节方面仍需努力。

在实际使用中往往利用微网将分布式发电与电网相连，这也给智能配电网正常运行带来了技术挑战。

首先，微网作为连接两者的关键纽带，微网的稳定性需要得到保证。

其次，由于分布式发电与微网共同存在，电网系统中的电流就会具有双向性。而分布式发电技术在电流故障判断上发展不成熟，电流保护装置配备面临难题。

最后，智能电网包含着整个电力系统，其复杂程度也是电力管理系统要解决的问题。一旦电网出现故障，需要电力系统做好维修人员的调度管理工作，及时对故障类型做出判断而制定维修计划。

参考文献：

[1] 王成山，李鹏.分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J].电力

系统自动化，2010，（2）.

[2] 徐云鹍，叶豪东，和敬涵.带整流性负载的分布式发电系统孤岛检测研 究[J].电力系统保护与控制，2016，（1）.

[3] 李宇飞，王跃，吴金龙.一种分布式发电并网变流器测试装置设计方案 及实现[J].电工技术学报，2015，（3）.

[4] 刘利民，刘俊勇，刘友波.Nataf变换三点估计分布式发电网络的概率潮 流分析[J].电力系统自动化，2015，（12）.

[5] 李题印，韩永强，胡晓琴.分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及 影响分析[J].电力系统保护与控制，2014，（12）.

[6] 孟军，汪沨，刘蓓.分布式发电条件下配电网故障恢复现状与展望[J].电 力系统及其自动化学报，2016，（1）.