分布式電源應用若干問題的解決方法

2.2、自由消納方式下的消納能力

研究分析表明，做好分布式電源接入規(guī)劃(如根據(jù)分布式電源容量的不同恰當選擇接入電壓等)，盡量做到“大馬拉小車”，則即使不對分布式電源采取任何控制措施，配電網(wǎng)也有比較強的消納能力。

在不對分布式電源采取任何控制措施的條件下，分布式電源可接入容量必須同時滿足3個約束條件(即分布式電源接入配電網(wǎng)引起的最大電壓上偏差值與最大電壓波動值不越限，以及無分布式電源接入配電網(wǎng)時單純由負載引起的最大電壓下偏差值不越限)，這3條曲線共同圍成的陰影部分區(qū)域就是不對分布式電源采取任何控制措施的條件下分布式電源的可接入容量范圍[11]，見圖2。圖中，PDG和PL分別表示分布式電源的容量和負荷功率。

2.3、本地控制消納方式

饋線沿線電壓在各個分布式電源的接入點形成一個個電壓極值點，因此只要采取本地控制策略，使這些極值點的電壓滿足電壓約束，則一般可使整條饋線的電壓滿足電壓約束要求，這就是本地控制消納方式具有可行性的理論依據(jù)。

由于調節(jié)無功功率對電壓幅值的調節(jié)效果比較明顯，而且為了充分利用自然資源提供有功功率和保護分布式電源業(yè)主的利益，本地控制宜在保證有功功率的前提下，在剩余容量允許的范圍內以調節(jié)分布式電源的無功功率為優(yōu)先，在無功功率調節(jié)到剩余容量極限還不能解決電壓偏差問題的情況下(或該分布式電源只能提供有功功率)，再對分布式電源的有功功率進行調節(jié)。

本地控制策略可以采用模糊控制方法，在電壓越限時，根據(jù)實時電壓信息進行反復調節(jié)，直至滿足電壓約束要求為止(注意，只要滿足允許的電壓偏差范圍即可，而不可追求接近額定電壓)。

值得一提的是，對分布式電源進行本地控制，不僅可以提高配電網(wǎng)對分布式電源的消納能力，而且可以充分利用分布式電源所具有的可以根據(jù)需要發(fā)出感性無功功率或容性無功功率、并且可以連續(xù)調節(jié)無功功率輸出的特點，實現(xiàn)配電網(wǎng)無功電壓控制，解決低電壓和過電壓問題，由于是利用變流器的剩余容量提供所需的無功功率，因此一般不影響自然資源的利用和有功功率輸出。

3、太陽能熱水器與城市家庭分布式屋頂光伏比較

光伏發(fā)電并非是完美的“綠色能源”，因為光伏電池的制備既是高污染又是高耗能產(chǎn)業(yè)，在中國產(chǎn)能嚴重過剩。

太陽能熱水器早已在我國廣泛應用，對于1臺太陽能熱水器，按照容量60L、每天將水溫從20℃升高到80℃計算，每天轉化的熱能正好對應3600kWs，即1kWh(1度電)的能量，將其折合為電能，并考慮到80%的轉換效率，則一天可節(jié)省電能約1.3度。而一臺太陽能熱水器的可利用面積大約為1m2，按照現(xiàn)在的技術水平裝設100W容量的光伏電池，每天的利用小時數(shù)按照3h計算，一天才能發(fā)出300Wh，即0.3kWh(0.3度電)電能。

可見，在對太陽能的利用方面，太陽能熱水器遠比光伏發(fā)電效率高。另外，由于電熱水器是居民家庭的主要負荷之一，采用太陽能熱水器后的節(jié)能效果是會比較明顯的;而且對于城市家庭而言，其居所大多為高層樓宇，每戶擁有的樓頂面積非常有限，安裝光伏發(fā)電設施遠不如安裝太陽能熱水器，并且在支撐夜間用電的情況下，光伏發(fā)電還需要配套儲能裝置，使其更加不經(jīng)濟[12]。

因此，當前技術水平下，對于城市家庭而言，太陽能熱水器可以等效為一個虛擬太陽能發(fā)電廠，對于節(jié)能減排可以發(fā)揮出更加積極的作用。當然，在非居民建筑，如工業(yè)企業(yè)、商店、學校、寫字樓等的樓頂或屋面發(fā)展光伏發(fā)電，仍具有一定的可行性和應用價值。

4、結語

分布式電源接入配電網(wǎng)后對短路電流、繼電保護、配電自動化故障處理、諧波和損耗的影響比較容易應對，對電壓偏差和電壓波動的影響比較明顯，是制約配電網(wǎng)對分布式電源消納能力的關鍵因素。

消納分布式電源有3種策略，只要能夠做到“大馬拉小車”，自由消納方式也具有很強的消納能力，應優(yōu)先考慮采用;在其不能全面滿足要求時宜采用本地控制消納方式;實在不得已才采用協(xié)調控制消納方式，因為其依賴通信通道會使配電網(wǎng)變得比較脆弱。

對于城市家庭而言，每戶屋頂面積較小，且太陽能熱水器的效率更高，因此太陽能熱水器比屋頂光伏發(fā)電更合適，它可以等效為一個虛擬太陽能發(fā)電廠，對于節(jié)能減排可以發(fā)揮出更加積極的作用。