新能源接入对智能配电网的影响及对策

袁至

(云南恒昌设计咨询有限公司 云南昆明 650000)

随着时代的发展与进步，全球能源危机问题也日渐严重。为了实现更快的发展，人类对能源进行过度开发，最终导致生态环境受到了严重侵害。经济的发展必须要建立在资源有限性以及生态保护这两大前提下来进行，而电力行业对能源的需求量十分庞大，所以新能源的利用对电力行业的发展具有重要的意义。

气候问题是影响到国家发展的重大问题，国家也明确地提出环保方面的政策，形成针对生态文明的整体布局。新能源在智能配电网中的接入是实现电力行业环保化的重要举措，也是当前时代发展人们所重点关注的问题。

1 新能源与智能配电网

新能源在智能配电网中的接入是重点研究内容。国家针对新能源的接入电网出台了有关的政策给予支持，从而能够实现新能源和智能配电网之间的良好融合，对接入后的电网系统进行完善和优化，实现节约能源以及保护环境的目标，保证国家电力行业的高速发展。新能源目前已经成为支撑经济发展的重要支柱之一，传统的资源储量无法满足人们长期发展的需要，形成以新能源为中心的能源利用网络非常必要。电力作为影响人们生活的重要能源，必须要形成更加适应时代发展的智能配电网，结合新能源的特征，形成具有适应性的智能配电网，有效地提升新能源的利用效率，尽早地实现国家的环保目标[1]。

1.1 新能源介绍

风力发电是新能源发电的重要形式，其在电力行业的应用非常普遍，风力发电具备良好的清洁性以及再生性，具有光明的发展前景和市场空间。风力发电主要是利用风带动风叶的转动，而将风能转化为电能的过程，最终通过发电机实现电能的供给。智能配电网的发展更加智能化以及低碳化，风力作为重要的新能源，在未来的电力行业发展过程中发挥着无可替代的重要作用。中国的风力发电建设规模在全球范围内都处在领先的状态，对新能源技术的开发过程而言，风力发电技术的开发与优化具有十分关键的作用，而其技术的发展以及完善在全球的范围之内都获得了广泛关注。

除了风力发电之外，常见的新能源还有光伏发电，其为将太阳能转化为电能的发电过程，主要是借助于光伏效应来达到发电的效果[2]。按照光伏发电的过程进行划分，可为分布式与集中式。光伏发电具备良好的环保特征，不受来自地域因素的限制，具有十分广阔的发展空间，目前已经获得了一定的应用规模。

1.2 新能源的未来发展

可再生能源的发展是世界能源发展的主要方向，以风力发电和光伏发电为代表的新能源最终将代替传统的不可再生能源，减少能源消耗对环境所造成的影响。新能源具有显著的清洁能力，并且具有可再生的特性。化石能源不具备再生性，不仅会对生态环境造成一定影响，也不能够满足人类的持续性发展目标，所以新能源将成为未来社会中的主要能源。

新能源具有非常广阔的市场发展前景，在全球范围内新能源的市场在不断扩大，如光伏发电的市场规模正迅速地不断扩张。全球各国都对新能源的发展给予了极大的重视，并通过出台各项扶持政策、资金支持来为新能源的发展提供支撑，为新能源的发展提供了有利的社会环境。国家的支持使新能源的发展有了明确的发展方向，社会市场中的资源也在很大程度上向着有利于新能源发展的方向倾斜，新能源的发展获得了来自社会的大量关注。

1.3 智能配电网叙述

智能配电网融合了各项技术，最终形成了一套完善的系统。通过实现信息数据的整合，保证配电网能够正常平稳运行，保证检测以及控制过程开展的科学性，有效地解决新能源接入时可能出现的问题，使电网和用户之间能够进行良好的互动，用户可以享受到安全可靠的电力，满足用户在实际生活中的用电需要。智能配电网需要依靠电力以及通信网络，同时还需要借助专业的计算机分析软件来完成数据集成的工作，涉及了多种关键技术形式[3]。

2 新能源发电技术对智能配电网的影响

光伏发电以及风力发电是发展较为迅速的两类新能源，在世界范围内受到广泛关注。世界各国对于新能源技术的研究都集中在其转换以及利用的问题上，从而能够将新能源的作用充分发挥出来。风力发电具备成熟的技术以及商业化规模以及十分光明的发展前景。风力发电的方式是借助于风力的带动作用，使发电机的转子转动，最终产生电力的过程。其可以独立运行，也可以并网运行，或者与其他的发电方式进行结合互补来实现运行。光伏发电的原理是太阳光照射到太阳电池之上，利用光伏效应实现能源的转化，从而实现发电的过程。

使用新能源进行发电的最终目的是使电力系统中的电量提升，减少电力系统中的一次能量消耗。新能源的发电过程存在间歇性以及随机性的特征，可调度的程度较差。因为电网的接纳能力有限，所以新能源的发电过程将给电网带来一定的负面影响。新能源作为电力来源，在发电环节受到某些现实因素的影响，呈现出一定的随机特征，会随外界的变化产生一定的波动，在接入电网后可能会对智慧配电网产生影响，影响电力系统的整体平稳运行。

首先，会影响到电能的质量，因为光伏发电以及风力发电的过程都会受到来自天气因素的影响，并且在发电的过程中涉及了一定的电力电子设备，导致了谐波以及直流分量的产生。谐波电流在电力系统中的注入，可能会导致电网的电压出现一定的变化，导致电能的质量受到很大的影响，测量仪器无法继续正常使用，电力系统的继电保护系统以及自动装置还可能出现一定问题，导致电力系统的稳定性难以得到保证。同时，并网电量存在比较明显的波动问题，可调节性受到一定的限制，并网的阶段会产生一定的冲击电流，容易出现较为显著的电压波动或者闪变的情况，影响到稳态电压的分布，导致无法有效地对电网的情况进行控制，调峰容量也会得到提升。频繁地对发电单元进行启动，使配电线路的负荷不断增加，将提升电压调整的难度。

其次，会对网损产生一定的影响，配电网中接入新能源之后，配电系统将发生一定的转变，从单电源辐射式转化为用户互联式，根本性地改变电网的分布形式，无法精准地预测负荷的方向以及大小，从而导致网损不仅会受到负载的影响，还受到系统连接的电源位置以及容量等因素的影响。

再次，会影响到配电网的实时监控的过程。目前的配电网处在无源放射的状态，信息的采集过程、开关的过程以及能源调度方面的难度都较低，供电部门统一化地对监测和控制的过程进行管理，但是新能源的接入使得原本简单的过程变得复杂化，尤其是在新能源接入之后可能会出现“孤岛”现象，而相关人员需要对此现象进行全面的监控和管理。新能源的本电网与主配电网分离之后，需要输电给独立的配电网，从而导致“孤岛”现象的发生。电网将无法对“孤岛”中的电压和频率进行有效的控制，电压以及频率如果超出了一定范围，会直接地导致用户的设备受到影响。负载容量超越“孤岛”逆变量的容量时，会导致逆变器出现过载，从而最终出现烧毁的问题[4]。

最后，关于并网的标准。当前针对新能源的发电过程还没有形成比较完善的并网标准，同时在技术方面还没有办法有效保证接入后的电网在运行过程中的稳定性，提升电网的接纳能力，将各影响因素所产生的影响最小化。同时，在电能质量以及低电压穿越能力的检测方面还没有形成完善的手段，系统安全性的检测过程还存在一定问题，无法最大程度地保证相关设备的安全性。

3 电动车充电设备对智能配电网的影响

目前所存在的新能源汽车类型主要包括替代燃料汽车、电动汽车以及燃料电池汽车这3 种类型。电动汽车相对于传统的燃料汽车而言，自身具有显著的环保性，并且能够节约能源，也是目前汽车行业发展的重要发展方向，未来将成为主要的交通工具形式。电动车充电设备会对智能配电网产生一定的影响。首先，可能会影响到电能的质量。电动机的直流充电机所采用的设备具有非线性的特征，在实际的使用过程中，很大程度上会产生谐波以及无功电流，使电能的质量受到影响。其次是对配电网可能产生的其他方面的影响。电动车一般都是在白天运行，到夜晚进行充电，使电网能够实现峰谷的平衡，对电网的负荷情况进行改善，确保为维持电网低负荷过程而导致的调峰费用能够有效地减少。

4 新能源接入智能配电网的建议

新能源接入的过程，应尽可能地避免来自传统模式的限制，不用对配电站进行构建，对消耗的成本进行合理的控制，使接入点的基本传输效率得到有效减少，输电的裕度有效提升，负荷的压力有效减少，调节性能有效提升，合理维持线路的损耗。智能配电网中还包括数据的自动采集以及信息的双向传输，对分析的过程进行有效的监控，可有效科学监管智能配电网的运行过程。

4.1 智控模式下的有序充电

在利用新能源来进行发电的过程中，新能源在智能配电网中的接入，实现电能的单向交换，在有限的时间完成充电之后，无法将信息及时地传递给电网进行电能的反馈。通过对电网的智能控制模式进行利用，可以充分地发挥出新能源的重要作用，有效地提升响应的速度，根据电网的负荷情况，来对充电的时间进行合理安排，使供电的效率得到有效提升，同时也能够提升操作过程的经济性。

4.2 双向互动模式下的有序充电

双向有序的充放电模式能够将电网中的交流电转化为直流电，从而完成充电的任务，反向地将电池中的直流电转化为交流电，从而能够最终完成科学供电。该模式可以使电网的调节能力得到有效提升，对用电的高峰以及低值之间进行协调，通过开展智能化的运行使得峰值和低谷之间的误差可以得到有效减少，保证智能配电网能够高效、平稳地运行[5]。

4.3 对电网的实际负荷特性进行改善

电荷的负荷特性所产生的影响是较大的，所以需要采取一定的措施来对其进行改善。智能配电网中的峰值与低谷之间存在着较大的差距，当电网处在负荷较高的阶段时，需要具备足够的容量来对负荷的情况进行调节，处于低谷时需要对闲置的容量进行合理的应用，避免浪费的情况发生。工作开展的整个阶段，因为各种各样的因素可能产生的干扰，在很大程度上会产生资源浪费。通过新能源在智能配电网中的接入，能够在很大程度上减少能源的消耗，使峰值和低谷之间的峰值差距能够得到有效减少。通过使电网的负荷波动最大程度减少，使电网设备的利用率得到有效强化，电网的投资能够得到合理的延缓，供电效率得到有效提升，供电的经济性得到很大程度的提升。

4.4 参与电网频率的调节

智能配电网的实际运行过程当中，对能源接入后的调试情况要给予足够的重视，结合实际的应用情况以及响应的工作要求，使电网的频率以及其他相关的一些指标能够保持在合理的范围之内。电网应该及时高效地对频率进行适当的调整，使负荷以及系统能够处在较为平衡的状态。基于特定的模式，新能源在智能配电网中的接入，可以在处在低谷时完成充电的过程，在高峰的过程中进行放电，改善传统的调试模式。新能源未来将大规模接入智能配电网当中，对电网的频率进行高效的调节，能够最大限度地确保电网调频的高效性，保证电网运行过程中的经济性[6]。

4.5 新能源分布式发电消纳

智能配电网中包含新能源的接入功能以及双向的通信网等功能。实际的工作过程中可以适当地构建起智能配电网的模型，从而能够更加高效地分析新能源在智能配电网中的接入对其产生的深度影响，监控配电网中各项组件的实际情况，确定供用电的最佳的组合。新能源的发电过程存在明显的随机性的特征，并且在实际运行的过程中呈现出一定的波动性，最终将会对电网的稳定运行过程造成很大程度的影响，存在很大的不利性。可以通过利用新能源充电负荷可控的基本特征，将分布式电站、电动汽车充电站组成微网，之后进行并网处理，使得随机性所产生的影响能够很大程度地减少，保证电网能够更加平稳、高效地工作。图1为新能源分布式发电消纳体系示意图。

图1 新能源分布式发电消纳体系示意图

5 结语

综上所述，在信息技术高速发展的今天，新能源在智能配电网中的应用是未来发展的必然趋势，使负荷侧的交互可以顺利地进行，实现接入电源的多样化。新能源在智能配电网当中的应用，主要的优势为其本身的便捷性，不会受到来自时间以及空间等因素的限制，能够根据实际需求使用。该文对新能源接入可能会对配电网产生的影响进行了讨论，并且结合其影响提出了相关的有效建议，从而能够为相关工作的开展提供一定的发展方向。