海量分布式電源接入 配電網(wǎng)運(yùn)控面臨新挑戰(zhàn)

2021-11-10 17:57:49

核心閱讀:分布式電源大規(guī)模接入給配電系統(tǒng)帶來(lái)更多不確定性、隨機(jī)性,系統(tǒng)運(yùn)行方式更復(fù)雜,傳統(tǒng)確定性規(guī)劃難以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建,配電網(wǎng)規(guī)劃需要向多場(chǎng)景概率性規(guī)劃轉(zhuǎn)變。

剛剛發(fā)布的《2030年碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案》明確了風(fēng)電、光伏、新型儲(chǔ)能、氫能等行業(yè)發(fā)展目標(biāo),這意味著未來(lái)將有大量分布式電源接入配網(wǎng)。隨著大量分布式電源采用逆變器等與配電網(wǎng)相連,在提高配電網(wǎng)靈活性的同時(shí)也加大了其運(yùn)行控制難度。

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái),新參與者的出現(xiàn),使得電力調(diào)度需從傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸春苫?dòng)”,而協(xié)調(diào)控制這些眾多的分布式電源,需要通過(guò)技術(shù)不斷升級(jí)改造配電網(wǎng),以確保源網(wǎng)荷儲(chǔ)多要素協(xié)調(diào)互動(dòng)。

分布式電源支持力度加大

今年是我國(guó)支持分布式電源發(fā)展最有力的一年,一系列支持分布式發(fā)展的政策緊鑼密鼓地出臺(tái)。4月發(fā)布的《2021年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出,推動(dòng)分布式能源、微電網(wǎng)、多能互補(bǔ)等智慧能源與智慧城市、園區(qū)協(xié)同發(fā)展;6月《能源領(lǐng)域5G應(yīng)用實(shí)施方案》明確重點(diǎn)開(kāi)展分布式能源管理、虛擬電廠等典型業(yè)務(wù)場(chǎng)景5G深度應(yīng)用;7月下發(fā)的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中重點(diǎn)工程之一是園區(qū)循環(huán)化發(fā)展工程,積極利用余熱余壓資源,推行熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式能源及光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)應(yīng)用;尤其是今年6月發(fā)布的《關(guān)于報(bào)送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》,更是直接引爆分布式光伏的發(fā)展。

除了政策頻出外,今年與分布式電源有關(guān)的項(xiàng)目也密集涌現(xiàn)。例如,山東啟動(dòng)整縣分布式光伏規(guī)?;_(kāi)發(fā)、江蘇59個(gè)縣(市、區(qū))入選全國(guó)屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)、北京國(guó)電電力秦皇島海港區(qū)整區(qū)屋頂分布式光伏項(xiàng)目入選國(guó)家試點(diǎn)、國(guó)家能源集團(tuán)浙江舟山電廠兩處分布式光伏項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)、國(guó)能津能熱電公司31.7兆瓦屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目取得行政審批局備案證明等。

受訪的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,政策頻出和項(xiàng)目層出不窮均表明,在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的大背景下,分布式電源正成為我國(guó)電力系統(tǒng)的一塊重要“拼圖”,將在電力結(jié)構(gòu)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

分布式交互設(shè)備大量接入配網(wǎng)

隨著風(fēng)電“下鄉(xiāng)”、光伏整縣推進(jìn),“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(guó)分布式新增光伏并網(wǎng)容量超過(guò)集中式。以山東為例,近年來(lái)分布式光伏發(fā)電接入數(shù)量呈“井噴式”增長(zhǎng)。截至目前,山東全省分布式光伏總數(shù)量60.49萬(wàn)戶,較2020年底增長(zhǎng)了23%,總?cè)萘?8051兆瓦,較2020年底增長(zhǎng)了20.5%?!半S著整縣分布式光伏工作的啟動(dòng),未來(lái)一段時(shí)間,將有更大規(guī)模的分布式光伏接入配電網(wǎng),傳統(tǒng)的無(wú)源配電網(wǎng)成為有源配電網(wǎng)?!眹?guó)網(wǎng)設(shè)備管理部配電處主管劉日亮表示。

在中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任江億看來(lái),通過(guò)發(fā)展建筑光儲(chǔ)直柔,可助力零碳電力系統(tǒng)建設(shè)。以建筑光伏為例,我國(guó)城鎮(zhèn)屋頂光伏預(yù)測(cè)總裝機(jī)容量為8.3億千瓦,預(yù)測(cè)發(fā)電量為1.23萬(wàn)億千瓦時(shí),是未來(lái)建筑運(yùn)行和私家車用電量的1/3。“我國(guó)農(nóng)村屋頂光伏預(yù)測(cè)裝機(jī)總量為19.7億千瓦,預(yù)測(cè)發(fā)電量為2.95萬(wàn)億千瓦時(shí),可滿足生活、生產(chǎn)、交通用能,且余1萬(wàn)億千瓦時(shí)。農(nóng)村光伏+直流微網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)85%農(nóng)村的電氣化,替代燃煤、燃油、燃?xì)夂徒斩挘磕晔S嗟?萬(wàn)億千瓦時(shí)可根據(jù)電力系統(tǒng)供需平衡狀況,作為調(diào)峰電力送入電網(wǎng)?!?/p>

分布式電源爆發(fā)式增長(zhǎng)面臨一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,即大量光伏逆變器、儲(chǔ)能變流器、柔性開(kāi)關(guān)、固態(tài)變壓器、能源路由器等電力電子裝備并網(wǎng),容易引起電網(wǎng)電壓暫降、波動(dòng)與閃變、電壓越限等電能質(zhì)量問(wèn)題,而配電網(wǎng)的實(shí)際情況又是覆蓋面廣、專業(yè)多、基礎(chǔ)差異大,如何構(gòu)建一個(gè)適應(yīng)分布式交互式設(shè)備大量接入的配電網(wǎng),是電網(wǎng)企業(yè)亟需探索的領(lǐng)域。

構(gòu)建適應(yīng)大量分布式電源的配網(wǎng)

國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司總工程師李敬如認(rèn)為,分布式電源大規(guī)模接入給配電系統(tǒng)帶來(lái)更多不確定性、隨機(jī)性,系統(tǒng)運(yùn)行方式更復(fù)雜,傳統(tǒng)確定性規(guī)劃難以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建,配電網(wǎng)規(guī)劃需要向多場(chǎng)景概率性規(guī)劃轉(zhuǎn)變?!胺植际诫娫磫误w規(guī)模較小、數(shù)量多、建設(shè)周期短,這就要求配電網(wǎng)提前開(kāi)展升級(jí)改造和技術(shù)升級(jí),緊密跟蹤分布式光伏發(fā)展形勢(shì),優(yōu)化并網(wǎng)服務(wù)、交易結(jié)算、運(yùn)維調(diào)控等方面的管理模式。”

“以云邊協(xié)同核心理念為基礎(chǔ),構(gòu)建支撐分布式電源接入中低壓一體化是未來(lái)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(jīng)理張維認(rèn)為,與此同時(shí),需同步考慮分布式電源接入配電網(wǎng)的影響,利用5G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展微網(wǎng)的自主運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)“計(jì)劃性孤島”。此外,配電系統(tǒng)還要具備區(qū)分電網(wǎng)側(cè)故障以及分布式電源側(cè)故障的能力,實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)故障快速處理,全面支撐分布式電源消納及管理。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,應(yīng)對(duì)大量分布式電源并網(wǎng),區(qū)域多層級(jí)微電網(wǎng)群可提升供電可靠性、靈活性與經(jīng)濟(jì)性。未來(lái),微電網(wǎng)將從單一微電網(wǎng)向多微電網(wǎng)集群形態(tài)轉(zhuǎn)變,形成群觀群控,從交流為主微電網(wǎng)向直流、交流混合微電網(wǎng)的形態(tài)轉(zhuǎn)變。構(gòu)建適應(yīng)大量分布式電源的配網(wǎng),目前亟需建立分布式電源規(guī)劃、接入、運(yùn)維管理標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)控管理手段。

(文章來(lái)源:中國(guó)能源報(bào))

標(biāo)簽: 分布式 電源 配電網(wǎng) 海量 規(guī)劃 系統(tǒng) 核心 隨機(jī)性 方式 傳統(tǒng)

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