分布式智能電網(wǎng)為什么是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)？

一、分布式智能電網(wǎng)建設(shè)

1、什么是分布式電網(wǎng)？

分布式發(fā)電是指在用戶所在場地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的新能源發(fā)電設(shè)施。

分布式電網(wǎng)是一種基于分布式能源的電力系統(tǒng)，它將清潔能源資源接近用戶，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)與消納的地理利用效果最大化。它以小規(guī)模、分散的能源系統(tǒng)構(gòu)成，能夠更好地適應(yīng)清潔能源的間歇性和波動性，并提供靈活的能源供應(yīng)能力。

分布式是新能源開發(fā)利用的最好方式，既能節(jié)省電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用，又能提高供電可靠性；采用風(fēng)光與火電打捆遠(yuǎn)距離輸電模式與發(fā)展綠色電力的初衷相悖，不僅增加新能源消納的社會成本，而且壓縮受端系統(tǒng)可調(diào)節(jié)容量，

2、什么是分布式智能電網(wǎng)？

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是一項(xiàng)專業(yè)性和創(chuàng)新性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。

分布式智能電網(wǎng)在分布式電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入了智能化技術(shù)和互動性，以提高系統(tǒng)的性能和效率。

它通過集成智能感知、通信、決策和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲充之間的協(xié)同運(yùn)行，進(jìn)而形成更加高效、穩(wěn)定和可靠的電力系統(tǒng)。

分布式智能電網(wǎng)通過不斷加大研發(fā)智能感知和決策技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并進(jìn)行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。這樣可以提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少新能源并網(wǎng)引起電網(wǎng)故障和停電風(fēng)險(xiǎn)，增加大量的智能終端裝置監(jiān)測電壓隨機(jī)性、波動性，為電網(wǎng)提供更穩(wěn)定、清潔的新能源電力供應(yīng)。

3、新型電力系統(tǒng)與分布式智能電網(wǎng)的關(guān)系

新型電力系統(tǒng)可以是通過集中式并網(wǎng)和分布式并網(wǎng)兩種形式實(shí)現(xiàn)接入電網(wǎng)。是構(gòu)建以新能源為主體的新型電網(wǎng)管理系統(tǒng)。通過電子技術(shù)進(jìn)步提升新能源消納和存儲能力，既實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模開發(fā)，又實(shí)現(xiàn)高水平的消納利用，更加有力地保障電力可靠穩(wěn)定供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展。

4、新型電力系統(tǒng)建設(shè)投資巨大

新型電力系統(tǒng)的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)。

新型電力系統(tǒng)由多元主體構(gòu)成，涉及新主體、新技術(shù)、新機(jī)制的整體性變革，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)并能夠支撐多能互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)。

5、構(gòu)建強(qiáng)大的能源互聯(lián)網(wǎng)管控平臺

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，必須增強(qiáng)電網(wǎng)側(cè)的平臺管控功能，從多元主體管理、技術(shù)瓶頸突破、體制機(jī)制創(chuàng)新等方面不斷增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)才能得以充分發(fā)揮。

二、制約新型電力系統(tǒng)健康發(fā)展的三大難題

1、高比例新能源電力消納帶來的不確定性，

2、支撐分布式智能電網(wǎng)技術(shù)短板，

3、電源調(diào)度與調(diào)控的管理體制機(jī)制優(yōu)化。

三、處理好集中式與分布式新能源接入的比例關(guān)系

1、提升調(diào)節(jié)能力

既要消除新能源電源波動性、間歇性特征，適應(yīng)大規(guī)模新能源電源并網(wǎng)的要求，又要提升新型電力系統(tǒng)的靈活性和友好性，提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。

2、兼顧集中式、分布式并網(wǎng)不同的需求

既要適應(yīng)水能、風(fēng)能、太陽能發(fā)電等大規(guī)?？稍偕茉措娏σ约懊弘?、核電等集中發(fā)電基地的電力輸送、優(yōu)化和間歇性功率相互補(bǔ)償?shù)男枰?，又要適應(yīng)對分布式能源電力開放、促進(jìn)微電網(wǎng)發(fā)展、提高終端能源利用效率的需求。

3、適應(yīng)單一電源向多向電源的變化

新型電力系統(tǒng)就是要推動電網(wǎng)由傳統(tǒng)單一的電源適應(yīng)負(fù)荷變化模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲協(xié)同互動的模式

四、分布式智能電網(wǎng)技術(shù)攻關(guān)

1、提升新能源并網(wǎng)、消納、輸送能力

新能源的隨機(jī)性、波動性、間接性成為制約新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主要因素。

2、并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，

分布式智能電網(wǎng)技術(shù)瓶頸也制約著新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的發(fā)揮。在新型電力系統(tǒng)環(huán)境下，分布式新能源接入電網(wǎng)的便利性能夠得到極大提升，用戶、電動汽車、儲能裝置等既可以用電又可以放電，調(diào)節(jié)間歇性新能源發(fā)電的波動性和不可預(yù)測性。

3、儲能柜技術(shù)

在新型電力系統(tǒng)中，引入儲能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電力“存儲”功能，從而保證電力資源品質(zhì)、提高電力資源效率。儲能裝置就像大容量的“充電寶”，在電網(wǎng)用電低谷時(shí)作為負(fù)荷充電，在電網(wǎng)用電高峰時(shí)作為電源釋放電能，其快速、穩(wěn)定、精準(zhǔn)的充放電調(diào)節(jié)特性，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、需求響應(yīng)等多種服務(wù)。

4、接入并網(wǎng)技術(shù)

并網(wǎng)技術(shù)主要用于保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因?yàn)樾履茉措娫唇尤霑鹣到y(tǒng)電壓和頻率的偏差、電壓波動和閃變等問題，從而影響到系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

新型電力系統(tǒng)通過運(yùn)用分布式智能電網(wǎng)技術(shù)能夠使得能源友好接入，不斷提升分布式電源的滲透率，吸引相關(guān)電源生產(chǎn)主體參與電力交易和需求側(cè)響應(yīng)，并提供分布式能源管理和綜合能源服務(wù)。分布式智能電網(wǎng)具有高效、可靠易管理的特征，能夠解決新能源發(fā)電間歇性和波動性帶來的局限性，未來需要更多具有自我管理、自我恢復(fù)、兼容性強(qiáng)等特征的智能電網(wǎng)裝備技術(shù)，幫助實(shí)現(xiàn)新能源電源的無縫并網(wǎng)以及實(shí)時(shí)互動和協(xié)調(diào)運(yùn)行。

五、國家能源局《分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法》

1、分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目本體工程建成后，向電網(wǎng)企業(yè)提出并網(wǎng)調(diào)試和驗(yàn)收申請。

2、電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)采用先進(jìn)運(yùn)行控制技術(shù)，提高配電網(wǎng)智能化水平，為接納分布式光伏發(fā)電創(chuàng)造條件

3、分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目采用的光伏電池組件、逆變器等設(shè)備應(yīng)通過符合國家規(guī)定的認(rèn)證認(rèn)可機(jī)構(gòu)的檢測認(rèn)證，符合相關(guān)接入電網(wǎng)的技術(shù)要求。

4、實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電高效利用和系統(tǒng)安全運(yùn)行。

六、國家能源局關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見

（十二）推動能源裝備智能感知與智能終端技術(shù)突破。

加快能源裝備智能傳感與量測技術(shù)研發(fā)，提升面向海量終端的多傳感協(xié)同感知、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和精準(zhǔn)計(jì)量監(jiān)測水平。推動先進(jìn)定位與授時(shí)技術(shù)在能源裝備感知終端的集成應(yīng)用，加快相關(guān)終端產(chǎn)品研發(fā)。推動面向復(fù)雜環(huán)境和多應(yīng)用場景的特種智能機(jī)器人、無人機(jī)等技術(shù)裝備研發(fā)，提升人機(jī)交互能力和智能裝備的成套化水平，服務(wù)遠(yuǎn)程設(shè)備操控、智能巡檢、智能運(yùn)維、故障診斷、應(yīng)急救援等能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化智能化典型業(yè)務(wù)場景。推動基于人工智能的能源裝備狀態(tài)識別、可靠性評估及故障診斷技術(shù)發(fā)展。

七、分布式智能電網(wǎng)三大創(chuàng)新技術(shù)

1、分布式光伏接入下電網(wǎng)自調(diào)節(jié)技術(shù)  （靈活并網(wǎng)-成套智能裝備）

解決分布式光伏大規(guī)模接入帶來的電壓越限、合閘同期、離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)、防孤島運(yùn)行等問題，實(shí)現(xiàn)分布電源有序接入、靈活并網(wǎng)和多種能源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，支撐高比例光伏接入下電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、高比例新能源接入電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)壓控制技術(shù)（在線監(jiān)測）

新型電力系統(tǒng)存在電壓支撐能力不足的“弱網(wǎng)”特性和電能質(zhì)量惡化問題，利用數(shù)字化裝備高靈活性特點(diǎn)， 對新能源接入電網(wǎng)調(diào)峰需求的穩(wěn)定運(yùn)行及控制技術(shù)。

3、基于人工智能的源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化技術(shù)（智能感知協(xié)同優(yōu)化）

基于新能源不確定性分析方法、智能感知的柔性負(fù)荷識別技術(shù)及負(fù)荷調(diào)節(jié)能力潛力測算、運(yùn)用智能優(yōu)化算法建立并網(wǎng)優(yōu)化配置模型、提出源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化方法。

八、新能源并網(wǎng)技術(shù)難題

世界性技術(shù)·難題

未來幾十年里會有大規(guī)模光伏、風(fēng)電等新能源電站納入電力系統(tǒng)，但新能源功率有效的消納和電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行確仍然是世界性的技術(shù)難題。

1、隨機(jī)波動性

新能源發(fā)電具有波動性和隨機(jī)性，發(fā)電設(shè)備的低抗擾性和弱支撐性。

隨著光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等電站并網(wǎng)電力系統(tǒng)中系統(tǒng)慣量下降，自身頻率、電壓耐受能力比較低，進(jìn)而使功率擾動引發(fā)的頻率波動問題更大，引發(fā)連鎖故障，該問題隨著新能源規(guī)模的快速增長日益突出。

2、消納容量不足

雖然目前新能源大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電存在一定的隱患，通過管理系統(tǒng)的合理調(diào)度，新能源的消納得到緩解。

波動性和間歇性是由自然因素而產(chǎn)生的影響，雖然不能對自然條件進(jìn)行控制，但是可以對設(shè)備進(jìn)行控制。首先，對于發(fā)電并網(wǎng)的新能源設(shè)備，可以加入擁有規(guī)定的并網(wǎng)技術(shù)性能。其次，提升電網(wǎng)對于峰值的調(diào)節(jié)能力，加大電網(wǎng)對于波動和間歇問題的接納能力。當(dāng)然，在新能源發(fā)電系統(tǒng)中，裝置必須要要具備有功功率調(diào)整與無功功率調(diào)整的功能。

3、局部電網(wǎng)接入能力不足：

風(fēng)電場大多處于電網(wǎng)末梢，大規(guī)模接入后，風(fēng)電大發(fā)期大量上網(wǎng)，電網(wǎng)輸送潮流加大，重載運(yùn)行線路增多，熱穩(wěn)定問題逐漸突出。提高輸送能力，但風(fēng)場棄風(fēng)問題仍然長期存在。

4、增加電網(wǎng)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)：

風(fēng)電的間歇性，隨機(jī)性增加了電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的潛在風(fēng)險(xiǎn)。一是風(fēng)電引發(fā)的潮流多變，增加了有穩(wěn)定限制的送電斷面的運(yùn)行控制難度；二是風(fēng)電發(fā)電成分增加，導(dǎo)致在相同的負(fù)荷水平下，系統(tǒng)的慣量下降，影響電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定；三是風(fēng)電機(jī)組在系統(tǒng)故障后可能無法重新建立機(jī)端電壓，失去穩(wěn)定，從而引起地區(qū)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定破壞。

5、配電網(wǎng)繼電保護(hù)問題：

（1）潮流的改變，一、導(dǎo)致本線路保護(hù)的靈敏度降低及拒動；二、導(dǎo)致本線路保護(hù)誤動；三、導(dǎo)致相鄰線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動并失去選擇性；四、導(dǎo)致重合閘不成功。

應(yīng)對措施：一是限制分布式電源的并網(wǎng)容量；二是增加分布式電源隔離變壓器阻抗；三是分布式電源出口增設(shè)方向功率保護(hù)；其中最關(guān)鍵一點(diǎn)在于分布式電源并網(wǎng)之前，要在充分調(diào)查發(fā)電設(shè)備阻抗的基礎(chǔ)上，計(jì)算分布式電源可能帶來的短路電流的增加，以確定分布式電源的并網(wǎng)容量。

九、新能源并網(wǎng)技術(shù)難題解決方案

1. 間歇性和波動性：

新能源出力固有特性，規(guī)模化并網(wǎng)后對電網(wǎng)影響變大，需要配合電力系統(tǒng)中的可調(diào)資源實(shí)現(xiàn)能量平衡。

2. 頻率問題：

系統(tǒng)中大規(guī)模新能源接入帶來常規(guī)電源比例下降，系統(tǒng)慣量下降，功率擾動引發(fā)的頻率波動問題更大。

3. 電壓越限：

新能源電壓支撐能力相對有限，隨機(jī)性出力可能導(dǎo)致電網(wǎng)局部電壓越限問題突出。

4. 抗擾動能力下降：

故障大擾動下新能源脫網(wǎng)可能惡化電網(wǎng)抗擾動能力，造成事故規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大（支愣不起來）。

5. 諧振問題：

電力電子設(shè)備可能與系統(tǒng)交互引發(fā)諧振，典型的雙饋風(fēng)電和串補(bǔ)之間這種，比較關(guān)注的是次同步振蕩。

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