在當(dāng)今世界，分布式能源 (DER) 在電氣系統(tǒng)中的重要性日益增加，因此我們必須了解世界各地的電力分配狀況。DER 是一個(gè)小型發(fā)電單元，獨(dú)立運(yùn)行并在配電層連接到電網(wǎng)。配電系統(tǒng)使用多種方式將來自主電網(wǎng)的電力轉(zhuǎn)換為最終用戶所需的電壓。為此，使用了不同的分配系統(tǒng)配置。

為了了解世界各地不同配電系統(tǒng)的范圍，必須對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行比較。有四種主要的分配系統(tǒng)配置，即徑向、環(huán)路（環(huán)形）、網(wǎng)絡(luò)和主要選擇性。本文將詳細(xì)討論分布式能源的未來前景及其與世界上不同配電系統(tǒng)的集成。

什么是 DER？

世界正在經(jīng)歷的電氣系統(tǒng)的重大變化是分布式能源資源的快速擴(kuò)張。它們可以定義為與本地配電系統(tǒng)相連的發(fā)電資源或可控負(fù)載。它們可以包括太陽(yáng)能電池板、熱電聯(lián)產(chǎn)廠、電力存儲(chǔ)、中小型天然氣燃料發(fā)電機(jī)和可控負(fù)載，例如 HVAC 系統(tǒng)和電熱水器。這些資源沒有傳統(tǒng)資源那么大，不足以滿足整個(gè)地區(qū)的需求，但有助于減輕傳統(tǒng)發(fā)電資源的負(fù)擔(dān)。

配電系統(tǒng)配置

徑向

徑向配置是最簡(jiǎn)單的一次配電系統(tǒng)。不同的饋線從變電站徑向出來并連接到配電變壓器的初級(jí)。徑向系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是萬(wàn)一發(fā)生故障，客戶將無(wú)法獲得動(dòng)力。由于互連饋線不可用，任何中斷都會(huì)中斷所有消費(fèi)者，直到修復(fù)為止。

環(huán)形

環(huán)形或環(huán)形系統(tǒng)用于克服徑向配電系統(tǒng)面臨的缺點(diǎn)。在這個(gè)系統(tǒng)中，一個(gè)環(huán)形分配器由一個(gè)以上的給料器給料。如果一個(gè)饋線出現(xiàn)故障或在維護(hù)中，環(huán)形分配器仍由其他饋線供電。該系統(tǒng)只是消除了面臨中斷的情況。此外，環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)能夠在不同的合適點(diǎn)隔離不同的部分。如果任何部分發(fā)生任何故障，打開部分隔離器即可輕松隔離和修復(fù)該部分。

初級(jí)選擇性

在該方案中，每個(gè)消費(fèi)者都連接到首選饋線和備用饋線。如果首選饋線出現(xiàn)故障或斷電，則開關(guān)會(huì)斷開首選饋線并將消費(fèi)者與備用饋線連接。

DER 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的集成

能源需求的不斷增長(zhǎng)為能源管理領(lǐng)域開辟了新的途徑。事實(shí)證明，舊的配送系統(tǒng)不足以滿足消費(fèi)者不斷增長(zhǎng)的需求。除此之外，舊系統(tǒng)無(wú)法支持當(dāng)代消費(fèi)者探索的多種能源選擇。分布式能源資源的增長(zhǎng)要求電力輸送模型采用不同的方法來適應(yīng)它們。消費(fèi)者只是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的最終用戶，但現(xiàn)在最終用戶不再是也不能被視為系統(tǒng)上的單純最終用戶，他們是被動(dòng)支付者，對(duì)他們消耗的能源進(jìn)行零控制。

然而，客戶 DER 不受公用事業(yè)部門的直接控制，這就是為什么提供越來越大的運(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)系統(tǒng)缺乏管理消費(fèi)者擁有的 DER 的能力。為了將 DER 并入電網(wǎng)，需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但公用事業(yè)部門無(wú)法通過配電管理系統(tǒng) (DMS) 獲得 DER 的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的陷阱

為了詳細(xì)了解數(shù)據(jù)無(wú)效，讓我們考慮一個(gè)示例來說明它。

X 先生在屋頂安裝太陽(yáng)能電池板，并按照程序要求公用事業(yè)提供商將他的系統(tǒng)連接到電網(wǎng)。根據(jù)服務(wù)提供商的優(yōu)先級(jí)，X 先生的屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候連接到電網(wǎng)。操作方面，可以管理上述場(chǎng)景。現(xiàn)在讓我們假設(shè) X 先生的一些鄰居跟隨他的腳步，決定成為活躍的電網(wǎng)伙伴。現(xiàn)在，缺乏數(shù)據(jù)可見性給公用事業(yè)分銷商帶來了一些重大問題，例如相位不平衡、反向潮流和電壓違規(guī)。

但是使用相同的舊電力模型除了相位不平衡和反向潮流之外還有其他問題，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，風(fēng)險(xiǎn)分析和規(guī)劃仍在繼續(xù)，而沒有將 DER 保留在網(wǎng)絡(luò)模型中。此外，DER 所有者的機(jī)會(huì)被錯(cuò)過，其互動(dòng)仍然非常有限。

使用 DER 擴(kuò)展電網(wǎng)

DER 可見性是基本但不是唯一的要求。公用事業(yè)提供商需要一種統(tǒng)一的方法來解決客戶的規(guī)劃和未來需求。此外，他們需要牢記 DER 對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的影響。

為了克服這些問題，整個(gè)過程需要為擁有DER的消費(fèi)者帶來不同的好處。例如，在天氣部分多云、太陽(yáng)能輸出和電壓下降超出標(biāo)準(zhǔn)限制的日子里，應(yīng)在問題發(fā)生之前做出響應(yīng)以糾正問題。

前進(jìn)之路

為了使這種 DER 模型成功，公用事業(yè)公司需要重新訪問他們的分配機(jī)制。此外，應(yīng)為 DER 的所有者引入激勵(lì)措施。因此，越來越多的消費(fèi)者開始擁有他們的 DER，最終幫助公用事業(yè)部門。

審核編輯 黃昊宇