摘要：随着我国经济的迅猛发展以及农村城镇化的步伐加快，今后农村对能源的消耗量势必会提高。在能源紧缺并把节能减排作为目标的前景下，对可再生能源和清洁能源的开发与利用将成为社会与经济发展的必经之路。为此，对能运用到农村电网中的新型、洁净能源进行了全面总结与归纳，并探究了新型清洁能源并入农村电网的可行性和关键问题，最后概括出当前两种主要分布式能源并网的控制方法。
关键词：分布式能源；农村电网；运行控制
1分布式能源
1.1分布式发电的概述
分布式发电( DG) 是指运用各种分散存在的可利用的清洁、可再生能源( 如太阳能、风能、 水能、 生物质能、地热能和潮汐能等) 或当地可以方便获得的化石类燃料( 如天然气) 进行供能发电的技术。 其优点在于灵活性高、 成本低、 损耗小和节能环保等。通常情况下，分布式能源的发电规模比较小( 一般不超过50MW) ， 而且邻近用户，可以根据电网的需要向电网输送电能或是直接向其周边地区的负载供应电能。
1.2分布式发电的特性
1) 节能性。由于分布式电源靠近用户端，因而减少了对输电网的线损，稳定性随之提高。
2) 环保性。因为分布式能源的发电原料是风力、水力、潮汐、地热和生物质等可再生能源以及天然气、轻油等洁净能源。 所以对于一氧化碳、二氧化碳、硫化物以及氮化物等有害气体的排放起到良好的抑制作用。同时，分布式发电的电磁污染较传统集中式发电方式也要小很多，这是因为其就近取能并进行供电的方式使得发电时电压等级相对较低。
3) 灵活性。由于分布式发电系统采用 的大部分都是分散的小型资源， 因此具有投资小、 建设周期短、电厂规模小占地少等优点，可以在短时间内有效解决电力匮乏的问题。
4) 可靠性。当前， 电网的迅速扩张在建设大型电厂的趋势发展过程中对供电的可靠性与稳定性带来极大的威胁。由于分布式发电系统的控制部分采用性能先进的设备，具有停开机方便、 操作简易、 调节灵活等优点，从而使其能够和电网相互配合，弥补电网可靠稳定性方面的缺陷，而且当发生电网崩溃或出现灾难( 如地震、风暴、人为破坏、战争) 的时候可以维持重要负载的正常供电。
1.3分布式能源分类概述
1.3.1生物质供能技术
生物质能源的优点在于其具有巨大的资源保障并且有利 于环境， 这使得其在我国经济的可持续发展、节能减排和建设新型农网过程中起到推动作用。
生物质能源在我国农村储存极为丰富，主要包括: 一是废弃生物质， 包括农作物废料、林业废料、畜禽粪便、农产品加工过后的有机废料和生活垃圾等;二是能源植物， 是一种专门用于能源产业生产而开发的物质原料，包括桉树、麻疯树等树木生物质，草、甘蔗、甜高粱等草本生物质，以及蓝藻、绿藻等水生生物质; 三是农产品生物质，主要指粮食和农林原材料。
近年来，作为分布式能源技术之一的生物质气化发电发展非常快。“十五”期间，国家“863”计划在1MW的生物质气化发电系统的基础上，开发研制出4~6MW生物质气化燃气-蒸汽联合循环的发电系统，并建立相应的示范工程，单机燃气发电功率可达500kW，提高系统效率到28%。
1.3.2风力发电技术
风能是一种清洁的可再生能源，在洁净能源中风力发电技术是最成熟、最具潜力和最有商业化发展前景的发电方式之一。世界上的很多国家尤其是发达国家和一些迅速崛起的发展中国家，已经充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性，对风电开发给予了高度重视。自20世纪90年代年以来，风电技术日趋成熟， 风电场建设趋于规模化，世界风力发电得到了 前所未有的飞速发展。 根据全球风能协会统计资料，截止到2008年，全球风电总装机容量己经超过了1.2亿kW。
风力发电是利用风能来发电，通过风力发电机组将风能转化为电能的机械， 主要包括风力机和发电机两大部分。风力机将吸收的风能转变为机械能， 再通过变速齿轮箱增速驱动发电机，完成机械能转化成电能。由于风能具有不可控性，风机的关键技术之一是如何调节输出功率， 控制策略的研究也是当今研究热点之一。此外，MW级风力发电机组的主流机型为变速恒频风力发电机组。
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2、分布式能源在新农网中的应用
2.1微型电网概述
目前，分布式能源正以飞快的速度逐步的渗透到传统意义上的配电网当中， 分布式发电技术也渐渐改变着当前的电力生产和电力传输， 这都是因为电力产业需要跟上经济、科技的快速发展与进步， 并且适应环境的可持续发展。
由于现在分布式发电属于前沿技术，发电单元可能会存在许多不利因素。为解决这一问题，可以将分布式发电单元和跟其匹配的负载单元看作一个系统，称其为“微型电网”。微型电网不仅可以降低分布式发电单元对主电网带来的负面影响，还可以使各个发电单元更好地发挥其积极的辅助作用。
2.2、分布式能源在新农网中的控制方法
2.2.1基于电力电子技术的控制方法
分布式能源的并网需要通过电力电子器件，将发电单元( 如风电机、 光伏电池、 燃料电池等连接转换器) 通过合理的控制策略将电能输入到电网。由于变换器具有响应速度快、过流能力弱、惯性小等特点，与传统电力系统的控制理念相比，基于电力电子技术含有能量管理的控制理念有很大优势。
同时，在并网过程中，作用于分布式能源的变换装置与传统器件相比需要具备一些额外的功能，作为变换装置除了常规并联运行的能力外， 还要具备解决在分布式发电过程中出现一些特殊要求的功能， 如可以控制电压 /频率( U /f) 和控制有功无功( PQ) 。运用具有下垂特性的 U /f 控制策略可以共享在负荷功率变化时， 不同分布式发电之间的变化功率，而且当分布式能源发电单元运行在在孤岛状态时可以为农电网系统提供相应的频率支撑; 对有功无功的控制，则需根据分布式发电实际运行状况来控制有功和无功功率。
2.2.2基于多代理的控制方法
在现代电网中， 多代理系统由 控制代理、数据库代理、发电单元代理和用户代理组成。通过TCP/IP协议各代理之间可以实现数据交换，代理在各自 环境中互动，同时主网控制信息由控制代理发送至相应的代理。一方面，用户代理发送需求指令和负荷信息至发电单元代理;另一方面，电能生产的信息由发电单元代理发送至用户代理。为方便调度员进行下一步的处理，可视化信息平台将各个代理发送的信息集中收集起来。该法兼顾发电单元对能量管理和电能质量的需求，采取分散独立运行和集中管理相结合的控制策略，运用多代理技术对各个分布式电源、开关和负荷状态进行监控，使得控制器更容易设计，电网的信息更容易获取，系统稳定性更容易分析。
3、展望与前景
根据我国当前国情，非常有必要学习欧洲国家的先进经验来规划分布式能源未来的发展方向，特别是丹麦的成功经验。丹麦发展分布式能源已经有百年的历史，是欧洲这方面最成功的国家之一。丹麦第一家热电联产工厂(CHP)早在 1903年就开始运行，如今60%丹麦居民是采用区域供热进行采暖，通过焚烧生活垃圾为社区发电和供热。
4结语
分布式能源运用 到电网中是我国乃至世界的发展方向，发展清洁能源并入电网 是解决当 今能源紧缺、环境污染和气候变化问题的有效手段。在农村，能源消耗日趋增长也使得利用新型能源解决今后在能源供给问题成为必然。在能源越来越紧缺的当下，实现分布式能源供给、 采用清洁可再生能源应该得到充分的重视，而分布式能源在当前智能电网的并网方法可以给农村电网很好的借鉴。
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论文作者:鞠天广
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/10
标签：分布式论文; 电网论文; 能源论文; 电能论文; 风能论文; 生物论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第32期论文;