微電網的研究現(xiàn)狀及在我國的應用前景

韓士杰　韓麗娟

摘 要：從微電網的概念入手，對微電網在美國、西歐等發(fā)達國家的研究現(xiàn)狀進行了詳細的闡述，并根據我國科技發(fā)展的需求和現(xiàn)狀，分析了微電網在我國的應用前景，以供廣大讀者參考。

關鍵詞：微電網；大電網；分布式電源；負荷

中圖分類號：F426.61；TM727 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0109-01

隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，合理開發(fā)有效的綠色能源成為熱門。目前，我國已經陸續(xù)開發(fā)了太陽能、風能等分布式電源（DERs），但這些電源對大電網的運行有很大的負面影響，這樣就限制了分布式電源的開發(fā)和使用，所以微電網的研究被提上了日程。

1 微電網的概念

微電網是集合風電、燃氣輪機、燃料電池、光伏發(fā)電等現(xiàn)代電力技術于一體的分散獨立系統(tǒng)，可以直接與用戶側相接。微電網是相對于大電網而言的，它是電網中可以控制的單位，也可以依靠數(shù)秒內的動作來滿足外部輸配電網絡的需要。微電網為客戶提供的服務主要包括：降低饋線損耗、提高能量使用率、維持持久電源、保持電壓穩(wěn)定性等。微電網和大電網之間還可以進行一定的能量交換，從而為持久供電提供儲備。

微電網在DERs并網中有著強大的功能，且由于這種電力電子技術屬于可控單元，所以微電網可以充分利用DERs對潮流進行調節(jié)。當然，微電網目前只是大電網的補充，但是其發(fā)展?jié)摿艽?，目前在很多西方發(fā)達國家都得到了很好的研究和應用。

2 微電網的研究現(xiàn)狀

2.1 美國微電網的研究現(xiàn)狀

微電網的概念最早產生于美國，目前美國對微電網的研究處于世界頂級水平，美國可靠性技術解決方案協(xié)會對微電網的研究代表了該國的最高水平?？煽啃约夹g解決方案協(xié)會在2002年提出了微電網的概念，他們認為微電網是由負荷和微型電源共同組成的系統(tǒng)，其內部電源由電力電子器件負責轉換。相對于大電網而言，微電網就是一個單一的、可控的那一幕，可以實現(xiàn)同時提供能量和電能的目標?？煽啃约夹g解決方案協(xié)會關于微電網最大的研究成果是當微電網和主網解列時，微電網還可以維持其電能供應。

網絡呈輻射狀結構是目前可靠性技術解決方案協(xié)會對微電網研究的主要類型，這種微電網中的電源包括燃料電池、光伏發(fā)電等，可以為用戶提供能量和熱源，并且在負荷發(fā)生變化時，微電網內的微電源可以實現(xiàn)輸出功率自動調節(jié)的目的。該微電網內還置有潮流控制器和能量管理器，以達到系統(tǒng)優(yōu)化和綜合控制的目標。微電網和大電網之間也是通過公共連接點相連的，前者并不需要向后者輸出能量，所以微電網屬于單一的可控負荷。

2.2 西歐微電網研究現(xiàn)狀

西歐發(fā)達國家對微電網的研究主要是為了滿足用戶對電能的多樣化需求，并實現(xiàn)保持西歐國家電網穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的目標。西歐視微電網為未來電網的重要輔助工具，認為微電網可以緩解大電網和分布式電源之間的矛盾，充分發(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢。所以近年來，西歐各國都展開了對微電網的研究，并且取得了很多成果。

“歐盟第六框架計劃”代表著歐洲對微電網研究的最高水準，他們?yōu)檫@項計劃投資了850萬歐元，并且這項計劃還在進行當中。該計劃集合了來自法國、英國、德國等國家的專家學者，他們對微電網的研究緊緊圍繞可靠性、靈活性、接入性等方面展開，從而充分利用了微電網的智能化、多元化的能量轉換功能。該項計劃的主要目標為：①為了研究未來的通信技術，要滿足技術和商業(yè)的需求。②為了保證微電網的正常運行，還要對分布式電源和硬件設備進行研究，確保分布式電源與微電網相容，實現(xiàn)微電網即插即用的目標。③重點研究微電網對大電網的影響，不僅包括本地影響，還要研究其大范圍的營銷策略，要在提高供電可靠性、改善環(huán)境、降低網絡損耗等方面進行研究。④為了保證微電網的持久使用，要對電網的保護方案進行重新設計，另外，還要及時增強和更新老化的電網，進一步探索微電網對基礎電網的影響。

2.3 微電網在我國的應用前景

最近幾年，我國發(fā)生的重大停電事件是2008年的南方大雪，我國的供電設施在這一時刻暴露出了它的薄弱之處。而微電網的優(yōu)勢在于既可以實現(xiàn)單獨作業(yè)，又可以實現(xiàn)聯(lián)網作業(yè)，所以，可以在大雪等惡劣天氣中正常供電。微電網在實現(xiàn)供電可靠性、提高電能質量方面有很多優(yōu)點。相對于大電網，微電網可以實現(xiàn)持續(xù)供電，所以微電網在我國完全可以成為大電網的重要補充電網。但是我國對微電網的研究還處于起步階段。根據我國微電網的研究現(xiàn)狀，筆者認為重點關注的領域主要包括：①因為微電網內擁有多個微電源，所以需要重點考慮各個電源之間的協(xié)調、控制。利用微電網可以提高分布式電源產生的經濟效益，并減少分布式電源對大電網的沖擊，所以微電網在這方面的可靠性就成了重點問題。②微電網擁有很多比較先進的電力電子設備，如何實現(xiàn)對這些設備的智能控制是一個重要的問題，也是多目標非線性的控制問題。雖然可以通過粒子群法和遺傳算法來實現(xiàn)，但是利用這些方法都很難實現(xiàn)在線和實時檢測的目標，所以尋找微電網的最優(yōu)算法比較困難。③由于目前我國很多發(fā)電機都因耗能太高而面臨停止運行的危機，所以應該考慮引用小發(fā)電機，它們的容量都比較小。但是發(fā)電機都靠近負荷區(qū)，而微電網可以實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，所以對小型發(fā)電機組進行改造成為重要問題。將小型發(fā)電組和微電網相連，可以組成區(qū)域性的小型微網，這樣就可以合理利用現(xiàn)有資源，從而實現(xiàn)減少資源投資的目標。

3 結束語

綜上所述，微電網在緩解分布式電源和大電網之間的矛盾上具有很大作用，它可以改變傳統(tǒng)負荷增長的方式，并且在降低能量損耗、提高電力系統(tǒng)可靠性方面有很大的潛力，在西方發(fā)達國家都得到了很好的利用。在我國，關于微電網的很多內容都有待進一步開發(fā)，很多問題也都需要進一步解決。只有這樣，才能充分利用微電網，為用戶提供優(yōu)質服務。

參考文獻

[1]吳萍，劉志強.微電網技術及在我國的應用前景[J].廣西輕工業(yè)，2011（06）：47-48.

〔編輯：王霞〕