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        海量分布式電源接入 配電網運控面臨新挑戰

        發布時間:2021-11-13 點擊數:827

        分布式電源大規模接入給配電系統帶來更多不確定性、隨機性,系統運行方式更復雜,傳統確定性規劃難以適應新型電力系統構建,配電網規劃需要向多場景概率性規劃轉變。

        剛剛發布的《2030年碳排放達峰行動方案》明確了風電、光伏、新型儲能、氫能等行業發展目標,這意味著未來將有大量分布式電源接入配網。隨著大量分布式電源采用逆變器等與配電網相連,在提高配電網靈活性的同時也加大了其運行控制難度。

        在業內人士看來,新參與者的出現,使得電力調度需從傳統的“源隨荷動”轉變為“源荷互動”,而協調控制這些眾多的分布式電源,需要通過技術不斷升級改造配電網,以確保源網荷儲多要素協調互動。

        分布式電源支持力度加大

        今年是我國支持分布式電源發展最有力的一年,一系列支持分布式發展的政策緊鑼密鼓地出臺。4月發布的《2021年能源工作指導意見》中提出,推動分布式能源、微電網、多能互補等智慧能源與智慧城市、園區協同發展;6月《能源領域5G應用實施方案》明確重點開展分布式能源管理、虛擬電廠等典型業務場景5G深度應用;7月下發的《“十四五”循環經濟發展規劃》中重點工程之一是園區循環化發展工程,積極利用余熱余壓資源,推行熱電聯產、分布式能源及光伏儲能一體化系統應用;尤其是今年6月發布的《關于報送整縣(市、區)屋頂分布式光伏開發試點方案的通知》,更是直接引爆分布式光伏的發展。

        除了政策頻出外,今年與分布式電源有關的項目也密集涌現。例如,山東啟動整縣分布式光伏規?;_發、江蘇59個縣(市、區)入選全國屋頂分布式光伏開發試點、北京國電電力秦皇島海港區整區屋頂分布式光伏項目入選國家試點、國家能源集團浙江舟山電廠兩處分布式光伏項目開工建設、國能津能熱電公司31.7兆瓦屋頂分布式光伏發電項目取得行政審批局備案證明等。

        受訪的業內人士認為,政策頻出和項目層出不窮均表明,在實現碳達峰碳中和目標的大背景下,分布式電源正成為我國電力系統的一塊重要“拼圖”,將在電力結構中發揮至關重要的作用。

        分布式交互設備大量接入配網

        隨著風電“下鄉”、光伏整縣推進,“十四五”分布式電源占比將大幅增加。最具代表的是分布式光伏,今年1-9月我國分布式新增光伏并網容量超過集中式。以山東為例,近年來分布式光伏發電接入數量呈“井噴式”增長。截至目前,山東全省分布式光伏總數量60.49萬戶,較2020年底增長了23%,總容量18051兆瓦,較2020年底增長了20.5%?!半S著整縣分布式光伏工作的啟動,未來一段時間,將有更大規模的分布式光伏接入配電網,傳統的無源配電網成為有源配電網?!眹W設備管理部配電處主管劉日亮表示。

        在中國工程院院士、清華大學建筑節能研究中心主任江億看來,通過發展建筑光儲直柔,可助力零碳電力系統建設。以建筑光伏為例,我國城鎮屋頂光伏預測總裝機容量為8.3億千瓦,預測發電量為1.23萬億千瓦時,是未來建筑運行和私家車用電量的1/3?!拔覈r村屋頂光伏預測裝機總量為19.7億千瓦,預測發電量為2.95萬億千瓦時,可滿足生活、生產、交通用能,且余1萬億千瓦時。農村光伏+直流微網可實現85%農村的電氣化,替代燃煤、燃油、燃氣和秸稈,每年剩余的1萬億千瓦時可根據電力系統供需平衡狀況,作為調峰電力送入電網?!?/span>

        分布式電源爆發式增長面臨一個不容忽視的問題,即大量光伏逆變器、儲能變流器、柔性開關、固態變壓器、能源路由器等電力電子裝備并網,容易引起電網電壓暫降、波動與閃變、電壓越限等電能質量問題,而配電網的實際情況又是覆蓋面廣、專業多、基礎差異大,如何構建一個適應分布式交互式設備大量接入的配電網,是電網企業亟需探索的領域。

        構建適應大量分布式電源的配網

        國網經濟技術研究院有限公司總工程師李敬如認為,分布式電源大規模接入給配電系統帶來更多不確定性、隨機性,系統運行方式更復雜,傳統確定性規劃難以適應新型電力系統構建,配電網規劃需要向多場景概率性規劃轉變?!胺植际诫娫磫误w規模較小、數量多、建設周期短,這就要求配電網提前開展升級改造和技術升級,緊密跟蹤分布式光伏發展形勢,優化并網服務、交易結算、運維調控等方面的管理模式?!?/span>

        “以云邊協同核心理念為基礎,構建支撐分布式電源接入中低壓一體化是未來分布式電源接入的解決方案?!敝楹TS繼電氣有限公司副總經理張維認為,與此同時,需同步考慮分布式電源接入配電網的影響,利用5G網絡開展微網的自主運行,實現“計劃性孤島”。此外,配電系統還要具備區分電網側故障以及分布式電源側故障的能力,實現毫秒級故障快速處理,全面支撐分布式電源消納及管理。

        業內人士認為,應對大量分布式電源并網,區域多層級微電網群可提升供電可靠性、靈活性與經濟性。未來,微電網將從單一微電網向多微電網集群形態轉變,形成群觀群控,從交流為主微電網向直流、交流混合微電網的形態轉變。構建適應大量分布式電源的配網,目前亟需建立分布式電源規劃、接入、運維管理標準及測控管理手段。


        此文章來源于中國能源報

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