分布式发电与配电网的协调发展与技术展望

3分布式发电与配电网的协调发展

3.1含分布式发电的传统配电网及其局限

大规模DG接入传统配电网后将打破传统配电网的单向辐射状供电模式，同时可能引发短路、电压异常，影响电能质量和供电可靠性等问题[12]。通常，DG在配电网中具有三种功能：DG作为配电网的备用电源、配电网作为DG的后备电源、DG与电网并网运行[13]。而在DG接入配电网后，DG在配电网中的接入位置和注入容量对配电网的电压分布及稳定运行有着重要影响[14]。

DG接入传统配电网后，配电网由传统的单向辐射型网络转化为含源不定向与用户互联的复合型电力网络，这种改变给电力系统的稳定运行带来了多方面的影响，这些影响对DG的发展有着很大的局限性。

文献[15]分析了DG的接入对线路重合闸的影响，提出系统出现任何形式的故障都必须快速无选择地切除DG。文献[16-18]指出了DG对电力系统电压稳定性的威胁，因此在DG的并网时需要严格控制并网容量和并入位置，这直接造成了DG利用率的降低。

由于DG接入后的潜在威胁，因此在传统配电网中规划处理DG的基本原则是“即装即忘”，相对简单的运行模式和控制策略导致一旦电网发生故障就需要通过断路器断开DG，这样不仅导致可靠的供电的难以形成而且也直接导致了DG渗透率的降低[19]。

所以传统的含有DG的配电网在提高供电可靠性及DG渗透率方面存在很大缺陷，需要通过对配电网进行优化改造使配电网在接纳DG后能提高供电可靠性和稳定性，ADN便是一种很好的解决方案。

3.2DG与配电网的协调发展

ADN的概念于2008年由CIGREC6.11提出，ADN是指在灵活的网络结构下，协调DG、主动负荷和储能三者的运行的配电网络。ADN，既区别于传统辐射式单向配电网，又不同于近年发展起来的微电网。

相对于传统的被动配电网的被动控制模式，ADN采用新电力电子技术和控制技术形成了独特的主动控制模式，ADN不但改变了传统配电网辐射状结合DG的模式，而且形成了由主动负荷、DG、储能装置以及智能控制的网状配电网。

ADN可以常态并网送电以及条件孤岛运行，被认为是能够提高分布式电源渗透率、解决电网兼容及大规模间歇式可再生能源应用以提升绿色能源利用率和优化一次能源结构等问题的关键。

DG的接入对配电网的供电经济性和节点电压、潮流、短路电流、供电可靠性等都会带来影响，并将影响配电网接线方式和网络的架构[20]。未来配电网与DG的发展中，配电网不仅要满足在大量DG接入后电网能稳定运行，而且要在当DG不稳定或者瞬时断开后能通过主动管理和控制来调整实现电网稳定运行。

同时，由于ADN不仅能够满足DG在电力系统中高渗透率的要求，而且在电动汽车等可控负荷管理、智能控制、需求侧管理等方面都有其独特的优点，因此，ADN便成了DG与配电网协调发展的一种模式。

配电网是影响电网稳定性、电能质量和网络运行效率的重要因素之一。基于ADN在促进分布式能源消纳以及可控负荷的接入控制等方面的独特优势，ADN逐步成为配电网发展一个重要方向。

在ADN的基础上，2012年由CIGREC6.19提出了主动配电系统的规划与优化研究报告，主动配电系统能够在信息通信技术（ICT）、智能控制技术和成本效益模式为基础上实现已有资产与基础设施的最优化利用。

ADN作为未来智能电网的重要组成部分，它的研究与实践将直接影响分布式电源的渗入率。当前很多国家学术界和工程界都在关注ADN的研究与应用，在可持续分布式电源消纳现实需求的驱动下，DG与配电网协调发展的研究与应用将逐步深入。

4DG与配电网协调发展的技术展望

现有的通信、控制、电力电子等技术的更新与新技术的开发利用，将毫无疑问会给DG与配电网未来的发展带来不可避免的革新。因此，文章从三个视角的相关技术来展开未来DG与配电网协调发展的探讨，三个视角及其具体技术展望如表1所示。

表1：DG与配电网协调发展技术展望的三个视角