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分布式電源是如何影響配電網的?
瀏覽次  更新時間:2017-10-18

  分布式電源的定義為,在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶端自發自用為主、多余電量上網,且在配電網系統平衡調節為特征的發電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯供設施。
  
  當前,電力體制改革正在緊鑼密鼓地推進,按照體制改革的精神,未來電網公司的贏利模式調整為按照政府核定的輸配電價收取過網費。就配網而言,其資產、成本、供電可靠性與服務質量都將納入政府監管范疇,并與其收益緊密掛鉤。發展分布式電源會對配電網發展產生深遠影響,體制改革中應充分考慮分布式電源的發展。
  
  影響配電網規劃投資等方面
  
  發展分布式電源會對配網規劃與投資產生影響。分布式電源接入配電網,要求對其連接點上端的既有電網設施進行加強,以有效容納分布式發電、應對可能的逆電流。另外,如果接在用戶設施附近,那么其一定時段的凈電能需求將降低,會降低既有配電設施的載荷和未來應對自然增長的電網加強的要求。因此,分布式電源對電網投資既有積極影響也有負面影響。
  
  發展分布式電源還會對配網運行產生影響。首先,配電網是設計用從變電站到負荷的單向徑流來滿足電力需求的。用戶側的分布式電源連接和運行意味著自然的電流方向可能會被逆轉,從而增加了電路過載管理、保持電壓在合理波動閾值的難度。
  
  其次,由于需要新的定向標準來識別和確定保護自動化系統可能出現的問題,保護系統的內在邏輯也會變得更為錯綜復雜。
  
  再次,分布式電源接入提高了電網短路功率,因此需要提高配網保護設備(開關和斷路器)和配變母線的設計標準。
  
  發展分布式電源會對供電質量產生影響,需要認真評估分布式電源對供電連續性和電壓質量的影響。就供電連續性而言,分布式電源的故障率可能會影響接入配網的其他用戶,因此增加配電網的不可用性。如果電網能夠調度分布式電源,電網故障時它可被用于給周邊用戶供電,例如孤島運行或者通過孤立應急電源運行。
  
  這樣的話,可改善配電網的供電連續性指標。分布式電源對電壓質量的影響廣泛,包括電壓波動、電壓擾動(如電壓閃爍或諧波)等,取決于特定的分布式發電技術和接入界面。
  
  發展分布式電源會對配網線損產生影響。分布式發電對配網電流產生影響,而相關的線損與電流平方有關。一般來說,當分布式電源滲透率較低、且主要分布在用戶側時,從配變到負荷的電流降低,這時會對改善配網線損產生積極影響。相對應的是,如果分布式接入比例很高或者接入點遠離用戶,這時的逆電流增加會提高配網損耗。因此,有必要用好的方法評估這一情況,并量化其對配網和分布式電網經濟性的影響。
  
  發展分布式電源還會對存量配網資產的沉沒或擱置成本產生影響。安裝在用戶側的分布式發電,會對配網的收入產生短期和中期負面影響。因此,在配網收入監管時,必須充分考慮這些影響。進行配網規劃時未考慮分布式電源、且已經安裝的配網設備,在未來應不受電力需求降低的影響而繼續得到回報。長期來看,用戶側的分布式發電會降低配網投資需求。
  
  另外,分布式電源還對配網運行維護人員的安全、電力市場運行、電力市場輔助服務等產生影響。
  
  跨越技術、經濟等障礙
  
  要推進分布式電源的發展,需要跨越一系列技術、經濟和監管障礙。總的來看,世界各國都尚未對這些問題給出系統、圓滿的答案。國際經驗主要關注兩方面:一是給分布式電源提供的經濟信號,二是體現在對配電網和分布式電源的監管上。本文的政策建議也主要集中在這兩方面。首先,應該給分布式電源提供經濟信號,以引導其高效地選址和接網運行。可行的經濟手段有三種,即接網費、系統使用費和與輔助平衡服務有關的經濟信號。
  
  一般來說,接網費用有深淺之分:深度接網費意味著電源需要支付電網接入的全部費用,包括接入點上層電網加強的費用;而淺度的接入費意味著電源只需支付直接的連接費用。為了鼓勵分布式電源發展,歐盟大部分國家都實行淺度接入費。
  
  相應地,上層的電網加強費用可以采用社會化的方式通過系統使用費來征收。另外,建議對分布式電源征收系統使用費。
  
  有效的系統使用費應該能夠充分體現不同接入點(電壓等級,城鎮/農村)和占用系統資源時間的差異,以更好地體現分布式電源對配網造成的實際成本。根據成本歸結準則,系統使用費可能是正也可能是負的,因為分布式電源可能增加成本,也可能通過降低線損、推遲投資、電壓控制等降低成本。因此,對配網與分布式電源關系的深度改革可以讓分布式電源對配網運行作出積極的貢獻,例如電壓支持、線損補償、參與平衡和備用服務、孤島運行或黑啟動等。這樣,配網可以在電網加強(高資本成本)和實施積極的電網管理(低資本成本、高運行成本)間進行優化平衡。體現在監管上,對配電網國際經驗普遍傾向于基于績效的監管,績效監管范圍包括配網運行成本和資本成本。對我國的電力體制改革后續政策設計而言,建議對電網公司的輸、配業務和競爭性的零售業務進行內部分離和獨立監管,同時建議對配電網逐步實施考慮運營效率、供電可靠性、服務質量和分布式電源接入的基于績效的監管。配電網規劃時應充分考慮分布式電源接入的可能方式。而配網通過接入分布式電源實施積極的運行管理推遲電網強化的投資,也應算為有效投資收入納入電網公司的利潤。
  
  由于分布式接入對配網成本的影響,需要建立明確的監管架構來對配網進行明確的補償(以保證電網對分布式接入的利益中性)。特別是采用淺的接入費用標準時,對資本成本的回收尤其重要;另外,也應承認分布式接入造成的增量運行成本,可采用期初預計、期末調整的方式來處理。由于分布式接入費用的增長取決于分布式接入的比例和集中度,未來對每千瓦分布式電源和每千瓦時分布式電量增量的電網收益應根據不同地區配電網的實際情況靈活調整。最后,應該鼓勵配網通過接入分布式電源來降低線損和改善服務質量。