我國微電網(wǎng)技術(shù)研究概述

【摘要】目前，能源枯竭是各個(gè)國家的人們都無法回避的問題。分布式發(fā)電能夠整合清潔能源，同時(shí)微電網(wǎng)能夠?qū)⑦M(jìn)行發(fā)電分布式電源各個(gè)部分有效地集合，提高能源利用率、減少碳排放，因此近年來備受關(guān)注，但同時(shí)分布式發(fā)電進(jìn)入微電網(wǎng)仍存在安全、能耗等諸多問題。本文將首先介紹DGS的發(fā)展概述，然后分析微電網(wǎng)的概念及結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步分析目前微電網(wǎng)中的關(guān)鍵問題及研究，最后展望我國微電網(wǎng)發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】低碳經(jīng)濟(jì)分布式發(fā)電微電網(wǎng)電能質(zhì)量

供電可靠性

一、引言

能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),電力作為最清潔、便利的能源形式,是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。提高能源利用效率，加強(qiáng)可再生能源的利用,是解決中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)快速發(fā)展過程中能源需求增長與能源緊缺、能源利用與環(huán)境保護(hù)之間矛盾的必然選擇。分布式發(fā)電系統(tǒng)能夠綜合利用各種可再生能源進(jìn)行發(fā)電，有效地降低我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對碳基的依賴度。同時(shí)，DGS具有投資小，可實(shí)施性大，綠色環(huán)保，節(jié)約能源，對自然環(huán)境的依賴度小等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是，大規(guī)模地接入主網(wǎng)，顯然也會(huì)帶來一些能源損耗和安全保障等問題。

王成山,王守相（2008）對分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行定義，指出其是指利用各種可用的分散存在的能源,包括可再生能源和本地可方便獲取的化石類燃料進(jìn)行發(fā)電供能的系統(tǒng)。魯宗相等（2007）指出，分布式電源位置靈活、分散的特點(diǎn)極好地適應(yīng)了分散電力需求和資源分布廣泛的問題,延緩了輸、配電網(wǎng)升級換代所需的巨額投資。同時(shí)，它與大電網(wǎng)互為備用也使供電可靠性得以改善。分布式發(fā)電能夠有效地集結(jié)各個(gè)部分有效的分散式能源，將區(qū)域內(nèi)能源集合統(tǒng)一調(diào)配利用，將資源利用效率達(dá)到最大化。

鄭漳華,艾芊（2008）為了能盡可能地利用分布式發(fā)電所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和對其可靠性進(jìn)行改善，并盡量地減少其對主網(wǎng)的沖擊，提出了微電網(wǎng)(microgrids)的概念。

三、微電網(wǎng)的概念及結(jié)構(gòu)

（一）微電網(wǎng)的概念

丁明等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，國際上基本普遍認(rèn)為：微電網(wǎng)是由各種分布式電源/微電源、儲(chǔ)能單元、負(fù)荷以及監(jiān)控、保護(hù)裝置組成的集合；具有靈活的運(yùn)行方式和可調(diào)度性能，即能在并網(wǎng)運(yùn)行和孤島(自主)運(yùn)行 2 種模式間切換；通過相關(guān)控制裝置間的協(xié)調(diào)配合，可以同時(shí)向用戶提供電能和熱能。微電網(wǎng)是一個(gè)規(guī)模較小的分散的獨(dú)立系統(tǒng)，可以連接到電網(wǎng)，也可以與電網(wǎng)斷開，因此可以在電網(wǎng)連接下或者孤島模式下運(yùn)行。

（二）微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

微電網(wǎng)中包含有多個(gè)DG和儲(chǔ)能系統(tǒng),聯(lián)合向負(fù)荷供電,整個(gè)微網(wǎng)對外是一個(gè)整體,通過一個(gè)斷路器和上級電網(wǎng)變電站相聯(lián)。趙宏偉,吳濤濤（2008）指出，微網(wǎng)中DG可以是多種能源形式(光電、風(fēng)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)等),還可以以熱電聯(lián)產(chǎn)(combined heat and power,CHP)或冷熱電聯(lián)產(chǎn)(combined cold heat and power,CCHP)形式存在,就地向用戶提供熱能,提高DG利用效率。

四、微電網(wǎng)中的關(guān)鍵問題及相關(guān)研究

（一）微電網(wǎng)控制

對微電網(wǎng)進(jìn)行控制是實(shí)現(xiàn)其眾多優(yōu)越性的重要保證。楊新法等（2014）在對微網(wǎng)控制問題研究后，認(rèn)為微電網(wǎng)控制必須保證：在并網(wǎng)和孤島運(yùn)行方式下，都能控制局部電壓和頻率，使系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。盛鵑，孔力等（2007）認(rèn)為，并網(wǎng)運(yùn)行下的控制頻率的調(diào)整由大電網(wǎng)完成，但必須有局部電壓控制，使各電源之間沒有大的無功電流流動(dòng)，否則DG高滲透率的系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生電壓和無功偏移或振蕩。在并網(wǎng)方式的運(yùn)行下，DG以局部電壓的形式提供輔助服務(wù)。DG運(yùn)行出現(xiàn)故障問題時(shí)，必須馬上退出大電網(wǎng)，而喪失了用途。

（二）微電網(wǎng)保護(hù)

魯宗相，王彩霞等（2007）指出，微電網(wǎng)的保護(hù)問題與傳統(tǒng)保護(hù)有著極大不同，典型表現(xiàn)有：①潮流的雙向流通；②微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行與獨(dú)立運(yùn)行2種工況下，短路電流大小不同且差異很大。因此，如何在獨(dú)立和并網(wǎng)2種運(yùn)行情況下均能對微電網(wǎng)內(nèi)部故障做出響應(yīng)以及在并網(wǎng)情況下快速感知大電網(wǎng)故障，同時(shí)保證保護(hù)的選擇性、快速性、靈敏性與可靠性，是微電網(wǎng)保護(hù)的關(guān)鍵，也是微電網(wǎng)保護(hù)的難點(diǎn)。微電網(wǎng)的安全無疑是整個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)一步探索發(fā)展的基礎(chǔ)，如何微電網(wǎng)高效有序地運(yùn)行一直是大家所探索的重點(diǎn)，

五、總結(jié)與展望

微電網(wǎng)是中國發(fā)展可再生能源的有效形式。微電網(wǎng)在提高中國電網(wǎng)的供電可靠性、改善電能質(zhì)量方面具有重要作用。中國的經(jīng)濟(jì)已進(jìn)人數(shù)字化時(shí)代,優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要保障。在大電網(wǎng)的脆弱性日益凸顯的情況下,將地理位置接近的重要負(fù)荷組成微電網(wǎng),設(shè)計(jì)合適的電路結(jié)構(gòu)和控制,為這些負(fù)荷提供優(yōu)質(zhì)、可靠的電力，不僅可省去提高整體可靠性與電能質(zhì)量所帶來的不必要成本，還可減少這些重要負(fù)荷的停電經(jīng)濟(jì)損失，吸引更多的高新技術(shù)在中國發(fā)展。在中國現(xiàn)代發(fā)展進(jìn)程中，發(fā)展微電網(wǎng)勢必將成為解決我國能源問題的關(guān)鍵，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都可以得到快速的發(fā)展。

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作者簡介：王冰（2000-01月-03日）,女，漢族，河南新鄉(xiāng)人，河南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，2017級本科生