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区域分布式能源网优化运行与多边交易研究刘龙龙

发表时间：2020/7/2 来源：《电力设备》2020年第5期作者：刘龙龙

[导读] 摘要：按照原动机不同，分布式能源可分为热电联产、可再生能源、储能和燃料电池。

        （内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局内蒙古包头 014030）
        摘要：按照原动机不同，分布式能源可分为热电联产、可再生能源、储能和燃料电池。对不同分布式能源的差异性进行了总结。本文分析了影响分布式能源经济性的条件，其中初始投资、燃料成本以及年利用率是关系分布式能源系统经济性的主要因素。与集中式能源系统相比，分布式能源系统具有独立、高效、节能、环保、经济等优势。将有助于对燃气三联供系统的节能性与经济性相结合的研究和分布式能源系统的发展。
        关键词：区域；分布式；能源网；优化运行；多边交易
        引言：对于分布式电源容量较大的配电网，在不改变配电自动化传统故障判别逻辑的基础上，可通过重新整定重合闸时间的方式来确保故障处理的准确性。在分布式电源接入电网时制定相应标准来减少其对系统电压、谐波的影响。
        1分布式能源技术
        1.1热电联产
        热电联产是利用热机或者电站从单一燃料或能量源在靠近用户侧同时生产电力和热能，以满足用户变化的热电需求。在单独的电力生产中，通常有一定比例的热量作为废热被放弃，但是在热电联产系统中，低位热量可以被回收，达到能量最大化利用的目的。如前文所述，我国先进燃煤发电厂的供电效率一般为40％，热电联产的综合能源利用效率在70％以上。一般，热电联系统被分为蒸汽轮机、燃气轮机、往复式内燃机、斯特林机。热电联产蒸汽轮机是一项成熟的能源利用技术，能够同时承担供热和发电两种任务，主要有凝汽式、背压式和抽汽背压式等几种型式。将汽轮机改造设计成一次调节抽汽或二次调节抽汽式，从而实现能源梯级利用，做到“能质匹配”。与其他几种热电联产方式相比较，蒸汽轮机具有较低的运行维护费用。虽然蒸汽轮机的发电效率只有7％-30％，但是系统的综合效率较高，可达80％以上。同时，蒸汽轮机具有较大的单机容量（0.05-500ＭＷ），因此蒸汽轮机被广泛应用于负荷调节波动不大的工业对象。燃气轮机是一种高技术含量的发电设备，具有高效率、低能耗、无环境污染、启动快等优点。由于天然气价格较低且储量较大，因此大容量的热电联产系统较多地应用燃气轮机。燃气轮机的发电效率要高于蒸汽轮机的发电效率，同时燃气轮机的安装费用也低于蒸汽轮机。另外，燃气轮机的排气温度较高，可作为二次能源进行利用，如作为溴化锂吸收式制冷剂的热源。燃气轮机主要分为开式燃气轮机、闭式燃气轮机以及微型燃气轮机。微型燃气轮机具有体积小、无污染、无噪声，便于携带和安装的特点，目前主要应用于汽车等设备。
        1.2储能
        储能技术通过储存电能可以满足一段时间内电能或热能／冷能需求，具有削峰填谷、调频调压、平滑过渡、减轻电网波动的作用。储能技术可以解决间歇性可再生能源受环境因素限制的缺陷，保证能源系统的供需平衡。根据储能技术能量存储原理的不同，储能技术可以分为物理储能、电气储能和储热技术三种。
        目前，较多的储能技术正处于技术研发和市场示范两个阶段。据中关村储能产业技术联盟的不完全统计，截至2017年底，全球已投运储能项目的总装机容量175.4ＧＷ。其中，商业化最成熟的抽水蓄能的装机容量占比最大，为96％；电化学储能的装机容量为2.93ＧＷ，占比仅1.7％。

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        2分布式电源的配电网优化运行
        2.1接入方式管理
        以光伏发电为例，目前分布式光伏并网方式可分为全部上网、全部自用、自发自用余电上网3种。宁波市镇海地区基本上都采用自发自用余电上网的方式。在分布式电源接入配电网的过程中，调控机构应参与审查分布式电源接入系统方案，对短路电流、无功平衡、一次接线方式、主要设备选型、涉网继电保护及安全自动装置配置、调度自动化与安全防护等内容进行检查，并与用户签订并网调度协议，经调试满足并网运行条件后方可并网运行。分布式电源接入配电网自动化系统的配置原则为：10～35kV接入的分布式电源，应能够实时采集并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等并网运行信息，并能上传至相关电网调度部门；其电能量计量、并网设备状态等信息应能够按要求采集、上传至相关营销部门。目前，某地区10kV分布式电源并网后，所采用的主要通信方式为无线方式，经调度安全接入区接入各级调度自动化。在并网装置上，兼顾安全性和经济性，融合保护、测控、电能质量监测、规约转换、远动功能、信息加密等功能，信息上送支持不同种类的有线方式和不同运营商提供的无线方式。
        2.2故障处理管理
        配电自动化系统传统故障处理策略对分布式电源的接入有很大的适应范围，并且电缆馈线比架空馈线的适应范围大，逆变器并网型分布式电源比电机并网型分布式电源的适应性强。因此，对于以光伏接入为主，且分布式电源容量不是很大的配电网，不需要更改配电自动化的故障判断逻辑；对于风电、水电等电机并网型为主的配电网，可考虑整定变电站侧10kV馈线开关的重合闸时间（>2s）来保证传统故障处理逻辑不受分布式电源的影响。
        2.3电能质量管理
        分布式电源用户在规划设计时，应考虑安装消谐装置，尽量减少谐波电流。在接入电网前，应对公共连接点的谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度进行检测满足规定标准后方可投入运行。
        结束语：分布式电源作为一种依托新能源的发电模式，具有供电可靠性高、意外发生时仍可继续供电、可对区域电力的质量和性能进行实时监控、网损低、调峰性能好等优点，他必将逐渐取代传统发电模式。配电自动化系统是实现配电网科学管理的最主要的工具。它具有实时监控配电网、自动故障隔离及恢复供电等功能，因此，通过配电自动化的合理化应用，将接入分布式电源接入配电自动化系统，并制定相应的技术措施，是实现分布式电源调控管理的最优途径。
        参考文献;
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        [2]陈曈,张伟波,周宇昊,杨帆,李富国,王世朋.分布式能源系统常用储能技术综述[J].能源与环保,2019,41(07):138-142.
        [3]梁佳欣. 微能源网经济与环境效益研究及系统优化设计[D].山东大学,2018.
        [4]王婉君. 区域型多能互联网络能源优化配置研究[D].华北电力大学(北京),2018.