分布式能源与局域电网协同管理机制

杨慧丽

分布式能源与局域电网协同管理机制

杨慧丽1,2

（1. 北京建筑大学，北京，100022；2. 北京市燃气集团有限责任公司第三分公司，北京，100022）

目前，我国分布式能源产业态势无法满足与局域电网大规模并网运行的要求。通过研究一套以创新为核心，以统筹全局为目标的分布式能源与局域电网协同管理机制，致力于提升管理水平，完善了相关体系与标准，提出有助于促进分布式能源与局域电网技术问题的解决方案，促使更多先进的管理模式得以提出。

分布式能源；局域电网；协同管理；管理模式；创新

引言

随着传统资源如石油、煤炭等能源日益减少，国家能源安全战略形势严峻；同时，气候、环境污染引发损害人民生命健康的风险，经济增长与资源使用矛盾尖锐。

为了实现可持续发展，建设和谐社会的目标，大力发展风、光、热等新能源的发电技术以替代传统能源，并加大推广应用力度，确保电力系统的安全可靠运行，建设新一代智能电网，刻不容缓。

新能源技术也引领了分布式能源领域的发展，然而分布式能源如何与传统局域电网取长补短，相互协同发展呢？这是本文关注点。

1　分布式能源概述

1.1分布式能源利用机理

太阳能、风能、生物质能、地热能、潮汐能等是常见的分布式能源。通过一定的能源转换技术手段进行整合优化，可使得某个区域的多种终端能源，例如冷、热、电能源得以高效阶梯式利用。

以天然气作为输入能源为例，对分布式能源利用方式与传统方式进行对比。其中，传统方式是指一次能源由各自的系统独立供给，相互之间无任何关联；分布式能源利用形式目前主要有“电热冷联产”与“电热联产”两种。以“电热冷联产”为例，是由燃气系统供给，能源结构优化，一次能源梯级利用，减少能源损耗，实现“高热高用，低热低用，温度对口，梯级利用”[1]。

1.2分布式能源优点

分布式能源的优点在于用户、燃气、电力企业在环保、节约资源、提高投资效益等方面能够对各种能源配置得以整合优化，体现共赢。具体表现为：

（1）能源综合利用效率可高达90%以上；

（2）对于以天然气、燃料电池、可再生能源为燃料的热电（冷）联产系统，尤其有利于将部分污染分散化、资源化，实现适度排放的目标，抑制气候变暖；

（3）根据机组需要，可广泛选择甚至混合搭配燃料。业主对热、电、冷的多方面需求可由能源输出提供；

（4）由于“电热冷联产”的分布式能源利用方式占地小，因此采用常规场所或地下室均可，没有大型热电厂选址的诸多限制因素；

（5）分布式能源可以减少输配电在调峰功能上的投资。在遇到自然灾害时，可灵活发挥对电网补充特性。

1.3分布式能源发展趋势

分布式能源项目发展运营过程中，会涉及到供电部门、供热/冷部门、电网调度部门、主管部门、负荷用户等。若供热/冷部门不作考虑，将会涉及三大主体，在“发电—电网—负荷”的单向流程运营机制下,分布式发电方式的特殊性与三大主体角色也相对复杂得多。因此，在分布式发电系统中，各主体参与角色也相对复杂，需统筹兼顾考虑发展模式，与传统电网相互结合。以传统电网为基点展开，不仅是形式的变迁，更是新的管理协同运行机制的设计实施。

1.4局域网建设及并网问题

分布式发电的一个关键难题是传统局域电网建设与分布式发电并网。本文从技术和政策两个层面进行分析：

从技术层面上，① 传统局域电网与分布式能源系统的协调匹配，需集成优化与微电网系统并网的运行技术； ② 很多重要标准、技术规范、器件设施成为接入系统过程中的问题；③ 调压、继电保护、电闪、谐波、孤岛效应等问题也存在[2]。

从政策层面上，① 规划的协调性不够完善。目前分布式能源项目建设规划与燃气、电网发展规划不协调，影响三方协调发展；② 在天然气管网和电网并网的建设和接入等方面，电网为其提供的备用费用、剩余电量上网价格等亟需建立相关标准；③分布式能源的大力发展对电网企业带来挑战。集中型能源与分布式能源并不冲突，在法规政策健全的情况下，可相互补充，协调发展。

2　分布式能源与局域电网协同管理机制研究

2.1主体要素分析

分布式能源与局域电网涉及多个主体，包括能源分布站、局域供配电部门、用电负荷、常规大电网系统、输变电设备等。其中本文就能源分布站、局域供配电部门、用电负荷这三大主体要素进行分析，探索实现各部门协同管理的途径。

能源分布站要素主要体现三个方面：① 分布式能源是能源电力的供应者；② 分布式能源是能源电力的使用者；③ 负责分布式能源的产能分配。

局域供配电部门要素主要体现三个方面：① 负责供电的各个电站和储能装置，也包括负荷用户；② 负责专门从事供配电工作的电力调度部门以及线路设施；③ 负责对当今供配电系统的规划，对信息收集、处理和反馈能力进行更新。

用电负荷要素主要体现三个方面：① 用电负荷用户是电力供应的终点；② 用电负荷用户在分布式能源设计区域是一个整体；③ 用电负荷用户享有局域电网供电的使用权[3]。

2.2协同管理机制

2.2.1协同管理原则

随着国家新能源发展战略的推动，分布式能源项目源源不断立项，需要多方力量相互配合才能够圆满解决。所以，分布式能源与局域电网协同管理成为重要的新型管理方式，必须建立起适应分布式能源与局域电网协同管理的模式，处理好各要素之间的关系，建立合理、和谐、高效的合作机制。

分布式能源与局域电网协同管理模式必须：①体现强大的科学水平；② 和谐满足各方利益与发展；③ 使各方的权、责、利清晰明确，实现区域和谐；④ 具有以全面互补共赢和可持续发展为原则的长远目标。

2.2.2协同管理构架

分布式能源与局域电网协同管理是一项非常复杂的工程，在运行中建立一整套简洁高效、执行力强的组织体系是非常必要的[4]。本部门由投资者、参与者、管理者按照一定比例派代表构成协同管理部，并在此部门下设置三个同级别部门：意见咨询部、事务部和监督部。协同管理部直接对事务部负责，事务部分管日常事务处理、运营处理、各方关系处理、财务管理和应急处理。意见咨询部负责组织专家学者对一些问题提出专业可靠的解决方案。监督部门负责对同级及以下部门进行监督管理，保障协同管理部的优质运行发展，如图1所示。

图1　分布式能源与局域电网协同管理构架

2.3协同管理运行机制

在协同管理的理论基础上，结合分布式能源特点和局域电网协同管理过程，以创新为核心，以统筹全局为目标，提出以下分布式能源与局域电网协同管理运行机制[5]：

（1）相关部门必须通力合作，最大程度汇集各方优势资源，确保分布式能源和局域电网正常运作；

（2）构建强大的数据分析处理能力平台，满足实际及未来需求；

（3）具备强大的应急能力；

（4）购进先进精密灵敏设备，保障系统安全运行；

（5）实时关注科学前沿，海纳百川，积极吸收高新技术成果试运行，保持最高水平的竞争力。

3　结束语

国内现有的分布式能源与局域电网管理模式仅仅是基于一些简单项目样式。寻找一套符合我国电力行业发展需求的行之有效的管理模式，不仅能够促进分布式能源与局域电网技术问题的解决，而且可以使得更多先进的管理模式涌现，实现百花齐放、百家争鸣。

[1]季阳, 艾芊, 解大. 分布式发电技术与智能电网技术的协同发展趋势[J]. 电网技术, 2010, 34(12):15-23.

[2]朱民. 北京地区分布式能源应用与并网技术研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2008.

[3]李云峰, 王峰峰. 分布式能源发展对电网的影响及对策[J]. 高科技与产业化, 2010, 6(6): 26-28.

[4]余力, 左美云. 协同管理模式理论框架研究[J]. 中国人民大学学报, 2006, 20(3): 68-73.

[5]许凌爽. 分布式能源与局域电网协同管理机制研究[D]. 北京:华北电力大学, 2013.

Collaborative Management Mechanism of Distributed Energy Resources and Local Power Grid

YANG Hui-li1,2
(1. Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing, 100022, China; 2. The 3rd Branch of Beijing Gas Group Co., Ltd., Beijing, 100022, China)

Currently, development of distributed energy resources industry in China cannot meet the requirements of large scale parallel operation with local power grid. By putting forward investigations of collaborative management mechanism of distributed energy resources and local power grid, which is on the basis of innovation and pursuing the target of overall planning, level of development and management is enhanced, related systems and standards are improved. It is beneficial for technic settlement of distributed energy resources and local power grid, and urges proposes of more advanced management mode.

Distributed Energy Resources; Local Power Grid; Collaborative Management; Management Mode; Innovation

U665.12

A

2095-8412 (2016) 05-1034-03工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.056

杨慧丽(1987-)，女，北京人，就职于北京建筑大学和北京市燃气集团有限责任公司第三分公司，助理政工师。