分布式電源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

以上介紹的DER并網(wǎng)技術(shù)是“有限接入”，即對于接入容量等做出嚴(yán)格限制。為了充分利用可再生能源，必須實(shí)現(xiàn)DER并網(wǎng)的“寬限接入”和大量接入，這也是智能電網(wǎng)概念提出的根本原因之一，智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將使這問題能得到較好地解決。隨著DER的大量接入，配電網(wǎng)就由傳統(tǒng)的無源網(wǎng)絡(luò)將發(fā)展成為有源網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)前，涉及這方面的技術(shù)研究主要有微電網(wǎng)技術(shù)與虛擬發(fā)電廠技術(shù)。

1.有源網(wǎng)絡(luò)的基本概念

有源網(wǎng)絡(luò)(ActiveNetwork)指的是分布式電源高度滲透、功率雙向流動(dòng)的配電網(wǎng)絡(luò)。所謂“高度滲透”是指接入的DER對配電網(wǎng)的潮流、短路電流產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的影響，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制、運(yùn)行管理方法不再有效。有源網(wǎng)絡(luò)的概念是針對并網(wǎng)技術(shù)對DER接入容量做出嚴(yán)格限制的配電網(wǎng)而提出的。

有源網(wǎng)絡(luò)不再單純地為了不影響現(xiàn)有配電網(wǎng)而嚴(yán)格限制DER的接入，而是讓DER盡可能地多發(fā)電(特別是對可再生能源)、充分地發(fā)揮其對配電網(wǎng)的積極作用以及節(jié)省電力系統(tǒng)的整體投資。DER的容量客觀上是可以替代一部分配電容量的，從而減少對發(fā)、輸、配電系統(tǒng)的投資。因此，考慮DER對配電容量的替代作用，也是有源網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要的特征。

有源網(wǎng)絡(luò)給配電網(wǎng)的保護(hù)控制、運(yùn)行管理提出了新挑戰(zhàn)，它包括電壓控制、繼電保護(hù)、短路電流限制、故障定位與隔離、DER調(diào)度管理等方面的問題。

2.微電網(wǎng)技術(shù)

微電網(wǎng)(MicroGrid)簡稱微網(wǎng)，是指由DG、DES裝置和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的并為相應(yīng)區(qū)域供電的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠不依賴大電網(wǎng)而正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部供需平衡。一般來說，微網(wǎng)是一個(gè)用戶側(cè)的電網(wǎng)，它通過一個(gè)公共連接點(diǎn)(PointofCommonConnection，PCC)與大電網(wǎng)連接。圖3是美國電力可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)(CERTS)提出的微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)。

按照常規(guī)的做法，DER必須配備孤島保護(hù)，在大電網(wǎng)停電時(shí)自動(dòng)與主網(wǎng)斷開。而微網(wǎng)可以在與大電網(wǎng)脫離后獨(dú)立運(yùn)行，由DER維持區(qū)域內(nèi)所有或部分重要負(fù)荷的供電，能夠發(fā)揮出DER在提高供電可靠性方面的作用。

微網(wǎng)僅在PCC點(diǎn)與大電網(wǎng)連接，避免了多個(gè)DER與大電網(wǎng)直接連接。通過合理地設(shè)計(jì)，可使微網(wǎng)中DER主要用于區(qū)域內(nèi)部負(fù)荷的供電，做到不向外輸送或輸送很小的功率，使得大電網(wǎng)可以不考慮其功率輸出的影響，繼續(xù)采用“即接即忘”的并網(wǎng)方法。這樣，就較好地解決了DER大量接入與不改變配電網(wǎng)現(xiàn)有保護(hù)控制方式之間的矛盾。

就微網(wǎng)本身來說，它是一個(gè)“有源網(wǎng)絡(luò)”，需要解決功率平衡、穩(wěn)定控制、電壓調(diào)整、繼電保護(hù)等一系列問題。微網(wǎng)技術(shù)還在研究發(fā)展之中，是智能配電網(wǎng)的重要研究內(nèi)容。

3.虛擬發(fā)電廠技術(shù)

虛擬發(fā)電廠(VirtualPowerPlant，VPP)技術(shù)是將配電網(wǎng)中分散安裝的DER通過技術(shù)支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度并將其等效為一個(gè)發(fā)電區(qū)，實(shí)現(xiàn)分布式電源大量并網(wǎng)，達(dá)到DER的優(yōu)化利用、降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷、提高供電可靠性的目的。

VPP的調(diào)度對象主要是可隨時(shí)啟動(dòng)并且功率可調(diào)節(jié)的DER，如熱電聯(lián)產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C(jī)、應(yīng)急供電柴油發(fā)電機(jī)組以及各種DES等。對于風(fēng)能、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電來說，其輸出具有不確定性，且一般需要在具備條件時(shí)讓其足額發(fā)電，因此不能對其進(jìn)行有效地調(diào)度。

實(shí)施VPP要有配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS)作為技術(shù)支撐平臺(tái)。VPP是DAS的一個(gè)高級(jí)應(yīng)用功能。DAS需要采集、處理分布式電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)節(jié)、控制。

除技術(shù)問題外，實(shí)施VPP還涉及電價(jià)、政策法規(guī)等一系列問題，目前處于研究探討階段，還缺少成熟的經(jīng)驗(yàn)。