引言：
许多中国的分布式能源通常采取独立操作，但这种独立操作方式对于这类能源的研究和应用效果并不理想。所以，电力部门需要探索解决方案，主动开发在智能电网中的分布式能源的创新方法，并将尖端的科学观点和技术融入其中。在将来，智能电网中的分布式能源管理与优化将变得至关重要，并且有助于缓解中国的能源短缺问题。
一、分布式能源与智能电网
现在，全球性的能源危机已经成为一个问题。为了有效地解决这个问题，世界各国都在研发新的能源，许多新型能源已经被开发和使用。目前，电能在全球范围内的应用最为普遍，无论是发电系统还是输电系统，都比过去有了显著的发展和提升。在新的历史阶段，智能电网构成了电力产业进步的根本支撑，对于整个电力产业甚至全体国家的进步起到了巨大的促进作用。
1.分布式的能源
通常，可以将分布式能源的种类划分为：如风能、地热、太阳和核能这些绿色的可持续性能源。这些可持续性的能源在被采集和使用的时候，无需排放任何污染物，无需给环境带来任何损害，同时也无需引发任何的温室气体排放。此外，它们通常都拥有自我恢复的功能，而且价格相对较为实惠，操作起来相当简单。因此，全球的科学家们通常都把这些能源的创新和应用看得很重要，给予了极高的关注。在电力部门研究分布式能源的过程中，主要的研究领域是分布式发电和分布式储能。该研究旨在将电力资源转移至消费者的使用场景，从而实现对电力资源的最大化利用，并进一步减轻对非再生能源的压力[1]。
2.智能电网
尽管目前尚未形成一个全面的理论，但电力部门对于智能电网的认识仍然相当一致。智能电网主要指的是以电力和信息为核心，涵盖了整个电力系统的各个环节。毫无疑问，一些Sub-I明确表示，智能电网的含义就是在传统电网的基础上，融入计算机网络技术、数据IT和传感技术到电力系统中，构建自动化的新型电网系统。
二、智能电网与分布式能源的特点
与传统电网相比，智能电网具备许多独特的优势，无论是在电力供应商还是数据信息业务方面。通过引入智能电网，电力系统的科技含量有了显著的增长，并且将传感器、数据交流和自动控制等功能全面融入其中，这极大地增强了在紧急情况下的处置能力。通过数据信息的传递，电力部门能够迅速地识别并立即解决问题。因此，通常不会发生大规模的停电事件。利用先进的信息通信技术在电力系统中，可以显著减少发电成本，极大地减少发电的损耗，从而保障了电力系统的经济效益。经过深入的电力系统信息探索和解读，电力部门能够实现在电网操作期间的信息交流，并有效地监控电网的运营情况[2]。同时，电力部门也会把所获取的所有数据资料进行归类和处理，这样一旦电网遭遇紧急情况，就能立即作出相应的响应。通过智能电网系统，可以建立起电力企业与顾客的沟通桥梁，从而打破他们之间的屏障，让顾客能够即刻获取到关于供电状态、价格等相关数据。利用分布式能源，电力部门还可以达到阶梯型的供电方案，从而减少对能源的需求。
三、分布式能源管理的关键技术
1.数据采集与传感技术
在分布式能源控制体系里，数据收集和传感科技对于保障高效的能源控制以及电力网的平衡至关重要，而其中，智能化的计量方法以及先进的传感设备起到了决定性的影响。智能化的计量体系利用具有高精度的电力测量设备，即时获取电力的使用情况，如电力消耗、负荷曲线等；而传感设备网络则在这个分布式能源体系里大规模地安装了各种传感设备，以便对太阳能、风力、气候、湿度等因素进行即时的监控。提供即时信息的帮助。这些科技给予能源体系大量的即时信息，作为分析与决定的根本。借助于智能测算，可以精确追踪到能源的使用情况，进一步改善其利用效率。传感器网络可以帮助预测能源产量和消耗，实现更好的资源调度。
2.能源预测技术
在分布式能源管理体系里，能源预测技术起到了至关重要的作用，它可以有效地处理能源的变化与不稳定。其中，时间序列分析与机器学习预测模型被视为该领域的核心技术。利用历史数据的变化趋势与周期，电力部门可以进行时间序列的分析，从而推断出能源的需求与生产的变化；而机器学习的预测模型，借助于对海量历史数据的研究，构造出复杂的非线性模型，从而更准确地预见到能源的变化。这些科技有助于能源体系进行精确的未来展望，并且有助于做出正确的决策，同时也有助于能源资源进行有效的分配。通过对时间序列的研究，能够识别出周期性的波动，这对于预测长期走向非常有帮助；而对于处理复杂的多源数据关联，机器学习技术则有着更高的精度。
3.分布式控制技术
在分布式能源管理体系里，分布式控制技术占据了核心的角色，它可以帮助电力部门达到能源系统的平衡与改善。其中，分布式协同与虚拟的发电设施是两种主导的分布式控制技术。通过让能源系统的内外部元素共享资源，可以保证能源的高效运行与分发，此种方法依赖于即时的数据传输与交流，从而达到对多个能源节点的联合操纵，从而迅速适应电力网络的需求与改动。虚拟电厂的核心思想是把各种分布式能源资源集成到统一的实体中，借助于中央控制系统，能够对分布式能源进行集中管理和调度，从而达到最佳的能源分配和使用。
4.智能监控与故障诊断
在分布式能源管理体系里，智能化的监控和故障诊断技术扮演着维护系统的稳健性和可信度的核心角色，而异常侦察以及智能化的诊断体系则是其主要的科学工具。异常侦察的方法就是对能源体系的操作数据进行即时的跟踪，以便找出任何非正常的操作情况或者异常的动作，比如说能源的消耗减少、设备的出现故障等，从而帮助电力部门快速地找出隐藏的问题，并且制定相应的预防措施以避免意外的出现。而智能化的诊断体系则利用了机器学习以及数据处理的方法，以此来解决各种复杂的问题。依赖过去的信息与模式，电力部门可以对能源系统的故障或问题做出判断。此类系统能够预见到设备的可能出现的问题，并在其发生之前就已经实行了相应的保养策略，从而缩短了停机的时长，为未来的发展做好了准备。
四、智能电网中的分布式能源管理与优化策略研究
1.建设坚强智能电网
现代电力系统机组容量大，高压网络、长距离输电、交直流混合以及大区电网互联等特性使得电力系统的复杂性增加。而风能、光能等清洁能源的引入进一步加剧了这种复杂性。DER的随机性和间歇性使其并网运行对电力系统的优化趋势、输电阻塞以及安全稳定性产生影响，从而导致系统运行成本和市场价格的变动。是否能够解决高渗透率微网的复杂动态行为以及安全高效运行问题是一个值得深思的问题。决定分布式发电供能技术是否能够大规模工业化应用的核心因素。传统的电网是硬件系统，缺乏动态灵活性、可组合性和自我修复能力，客户信息共享性不足，整个电网的智能化水平较低，显然无法满足DER并网的需求。关注电网的广泛范围和未来信息。为了实现DER的灵活连接，电力部门需要首先建立坚固的智能电网。通过整合智能电网，电力部门能够使电力网格变得更加智能，从而满足分布式能源系统的需求。电力部门可以利用长短途、高低压的智能网络来连接客户的电源。同时，电力部门也要在保护环境和生态系统的基础上，积极推动DER用户主动参与到智能电网的建设中。为了推动可再生能源和智能电网的共同发展，电力部门需要在开放的系统和信息共享的模式下，建立起用户与电网公司之间的即时互动网络。只有在需求方面做出积极反馈，电力部门才能改善电力网络的运营和管理。利用智能电表、高级测量系统等终端设备，电力部门可以实现数据的即时、快速、双向获取，从而全面提升电力网络与能源的总体效益，促进智能电力网络对能源革命的深层次影响。
2.发展节能减排，低碳电力
对于满足国家的关键需求，分布式发电供能技术被视为关键的研究领域。能源构成了电力部门的生活和发展的根本，电力被视为最纯净、方便的能源方式，它构成了国家的经济支柱。因此，提升能源的使用效能，发掘新型能源，并且强化对可再生能源的运用都是应对我国在迅猛发展的经济和社会进程中，能源需求的不断扩大、能源的短缺，以及能源使用与环境保护的冲突的必需步骤。使用分布式发电供能技术，能够有效地减少能源的消耗，从而满足国内的能源需求。通过最大限度的运用各个区域的清洁及可再生资源，为消费者提供“绿色电力”，这是达成“节约能源、减少排放”的主要步骤。促进低碳电力的进步，以便对抗全球气候的升温，这不只是保证电力行业持续稳健发展的核心策略，而且也是智慧电网发展面临的主要难题之一。在这种低碳电力方案中，DER和其他可再生能源通过优化电源布局，转变了中国对煤的过度依赖，使得能源的种类更加丰富，建立了清洁的能源供给系统，从而推动了节约能源，降低了能源的使用量，并推动了清洁的发展方向（cleandeveh>pmentmechanism，执行CDM）对电网具有深远意义，因为DER的大范围合并会给电网架构的布局和适应性带来新的考验；如何打造出有助于推动低碳电力进步的输送和配置电网架构以及相关设施；如何研究不同类型低碳能源连接起来对系统电压和频率稳定性产生的效果，以及重塑电网安全操作标准；又如何在保证安全操作的基础上，评估不同类型低碳电源的容量可靠性，以此决定系统所需要的最佳备份和最佳余额；关于电网运作的调度灵活性，对于预防未知因素的技术评估等问题，急需寻求有效的应对策略，促进电力系统的环保改革，这些都是电力部门在智能电网和分布式新能源研究中必须深入研究的尖端领域[3]。
五、智能电网中的分布式能源管理在电力系统中的运用
1.风力发电技术
当前，风力发电技术已经相当完善，其实际运用前景一片光明，已经转变为一种大规模的可再生能源。风能源的起源相对简洁，它的核心思想是利用风力驱动风机的叶片进行旋转，这个过程会推动转子进行旋转，并且最后将机械能量变成电能。然而，风能源的缺陷在于其持久性不足，因此，它必须与太阳能、燃料电池等多种发电方式相融合，才能确保持久的效果。若是只有风能发电设备运作，则必须提前准备好电力，这样可以减少整个项目的投入。目前，电力部门的国家主导的风能发电方式通常是并联发电，同时，它也被广大的沿海和高山地带所采纳。
2.太阳能光伏发电技术
一般来说，太阳能光伏发电包括：首先，利用屋顶来实现。这种发电方法主要是将建筑与发电设备融为一体，从而显著减少了建筑成本，并且该技术在一些西方先进国家已被普遍接受。第二，自主发电。在太阳能发电领域，常见的运作手段就是此类，它主要依赖于电池来提供能源，而且这样的供电方法常常被交通指示牌和街头照明设备所采纳。第三，联网发电。此类发电主要通过逆变转换器，高效地把太阳能电池的直流电转换为交流电，然后整合到电力系统。目前，此类联网发电模式已经成为我国分布式发电的重点发展路径，然而，其在我国的实际运用仍然处于起始阶段。
3.能量存储系统
在使用分布式发电的电源体系里，无论是利用太阳能还是风能都存在着一个普遍的弱点，那就是稳定性并不高。储能技术不仅能显著提高全面的能源使用效率，还能减少对环境的影响。所以，储能装置被视作至关重要的核心部件。在分布式电力的储存装置里，常见的储存装置包括：超导电磁储存、蓄电池储存、滚动式储存、超级电容器等。一是超导储能装置。这种装置的主要特征包括低噪音和快速响应，同时它的使用环境和条件相对较为宽松，因此它的稳定性也相当好。在使用过程中，它能够精确控制系统的频率和最大值，这样就能有效的进行无功补偿。此项科技已经被大量运用于太阳能和风力发电领域。二是关于电池储存。在我国的一些微型电力供应系统里，电池储存是一种相当普遍的方法。其中，铅酸电池作为一种化学电池，其技术已经相当完善，而且其价格也相对实惠，因此被广大的断电器和继电保护装置所采纳。然而，它同样存在着某些不足，那就是它可能会给周围的环境带来某种程度的破坏，而且其使用期限通常比较短。三是飞轮储能。这种方式的主要优势在于产生的能量密度高，占用空间小，并且清洁、节能环保，具有较长的使用寿命。这种储能技术在调整电力频率和控制电力质量方面应用十分广泛。
结语：
智能电网中的分布式能源管理作为一种创新的能源运营方法拥有巨大的成长潜力。借助构筑智能的能源运营体系，增强能源的使用效益，减少对资源的浪费及对环境的破坏，这种方法将会给予电力部门更稳定、可信赖且长久的能源服务。尽管如此，为了达成此项目标，电力部门还面临着许多难题，必须持续提升科技进步以及政府的扶持，以此来促进分散式能源的管理的进步。
参考文献：
[1]文素英.试论我国分布式能源的发展前景[2].绿色能源的开发利用，2021,27（13）：73-75.
[2]张明玲.浅析智能电网的研究与发展趋势[2].电网与绿色能源，2020,19(20):194-196.
[3]朱怀玉.试析再生能源资源特点与电力体系[2].科技创新与应用，2019,10（9）：83-85.
[4]胡春潮.分布式智能电网自动化关键技术研究与工程应用[D].华南理工大学,2022.
[5]万艳妮.智能电网能源管理与需求响应优化运行策略及方法研究[D].中国科学技术大学,2022.
