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【干货】分布式光伏发电如何配电网协调发展?

发表于:2016-04-09 10:08:00    
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四、分布式光伏发电与主动配电网的协调发展

传统电力系统作为高度复杂系统的代表,习惯采用集中统一的规划建设和运营管理模式,并强调通过对涉网线路、设备、用户、政策以及标准等的统一管控,确保电力系统的安全稳定。与此形成鲜明对比的是,分布式光伏发电的特点和优势却体现在“分散独立、灵活自治”。将分布式光伏发电当作“不稳定因素”加以严格限制,或是当作“劣质电源”“另眼相看”,对其接入设置过多技术门槛和附加条件,有可能严重制约分布式光伏发电应用的发展; 而要求电网无条件宽限接纳分布式光伏发电的接入,对分布式光伏发电装置的技术性能缺乏必要的约束,势必会大大增加电网升级改造的投资,反过来还是会阻碍分布式光伏发电的应用推广。因此,需分布式光伏发电与主动配电网协调发展,方可达到相互促进的目的。

(1) 政策规划。

考虑到二者的特点,分布式发电与主动配电网的协调离不开政策法规的支持,并应该在规划设计阶段予以充分全面的考虑。结合不同地区的特点和需求,因地制宜制定分布式光伏发电和配电网发展规划,并鼓励针对不同的应用特点和需求,有针对性地开展技术攻关。

根据需求特点不同,目前分布式光伏发电与主动配电网有3种典型的应用模式: 在电网架构薄弱或者是缺电地区,以提高供电能力为主,重点解决提高电压稳定性、分布式光伏发电高渗透率接入、电压自适应控制、并离网切换和微网运行控制等技术; 在城镇地区,以分布式光伏发电高密度、多点分散接入为主,重点解决电能质量治理、潮流特性优化控制、利用储能提高能量利用效益等技术; 在工业区等区域,以分布式光伏发电大规模连片开发为主,重点解决远程调度、功率预测、继电保护等技术。

(2) 技术规范。

在分布式光伏发电与主动配电网协调发展的过程中,技术规范扮演着至关重要的角色。

在发展的早期阶段,技术特征集中体现为防止分布式光伏发电可能对电网带来的不利影响; 研究的重点在于提高改善分布式发电装置的性能,使其能够更好地适应配电网对稳定性和可靠性的要求,包括电能质量、电网适应性、故障穿越等,以减小分布式光伏发电对配电网的不利影响; 技术规范则更倾向于对分布式光伏发电系统( 包括并网发电装置以及接入等) 进行严格的约束,包括并网电能质量、对电网异常和故障的耐受性、故障穿越等。

随着分布式光伏发电的应用推广,单方面利用技术规范约束分布式光伏发电系统的弊端越来越显著。通过引入主动配电网技术对传统配电网进行升级,则可以在系统层面,从根本上解决分布式光伏发电对配电网的不利影响,使得分布式光伏发电的宽限接入成为可能,为分布式光伏发电的大规模推广应用创造必要的条件。在这个发展阶段,主动配电网将真正成为电网中一个智能节点(微网) ,并通过电网系统对主动配电网的集中调度,提高整个电力系统的可调度性及可靠性。

在主动配电网发展的高级阶段,技术特征集中体现在主动配电网内部负荷、分布式发电装置、储能装置以及能量管理系统之间的联合调控。而技术规范则更应重视引导传统配电网向主动配电网的进步,比如集中式储能装置的配置、通讯规约、功率调度控制策略以及故障保护等。

(3) 实验示范。

借助实验示范项目,对分布式光伏发电和主动配电网的一些核心关键技术进行验证和演示,不仅可以促进关键技术的研究,同时也能为相关技术的推广应用奠定基础,积累经验。在上面提及的分布式光伏发电和主动配电网 3 个典型应用中,结合各个应用的关键技术,可以有针对性地设计不同的实验示范项目。

在电网架构比较薄弱和电网供电能力不足的地区,重点实验功率和电压的实时控制,在外部电网出现较大异常和事故的情况下,甚至采用离网独立运行( 微网) ,使得局部配电网的供电可靠性和供电能力可以相对独立地得到改善。

在城镇中,重点实验主动配电网借助储能和负荷管理,充分考虑分布式发电装置灵活接入和分散运行管理的实际情况,基于整体要求设计电压和谐波控制策略,通过调节负荷、分布式光伏发电和储能装置的功率,控制配电网内部以及公共连接点(PCC点) 的功率和电压在允许范围内,从而确保配电网的安全、稳定和高效运行。

对于大规模连片分布式光伏发电,国内的工程应用案例较多,但功能比较简单,远没有充分开发。对此,可以依托已有项目,实验功率预测、光储互补等技术。

五、总结

借助主动配电网技术的支撑,分布式光伏发电可望实现宽限接入,并通过与储能装置、负荷的联合调控,发挥更大作用,具有更广阔的发展前景。主动配电网关键技术的研究是当前的热点,为了更好地促进分布式光伏发电和主动配电网的协调发展,应该在政策规划、技术规范和实验示范等多个方面,结合双方特点和要求,合理设计发展路径。

责任编辑:solar_robot
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