微電網(wǎng)研究綜述

高崧耀

【摘要】：對能源的合理，可持續(xù)的利用，是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的必要條件之一。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對煤、石油等化石原料的消耗日益增長，造成全球能源供應(yīng)緊張的同時(shí)帶來了嚴(yán)重的環(huán)保問題。為了充分利用自然可再生能源，降低發(fā)電的二氧化碳釋放量，使得能源的開發(fā)和使用可持續(xù)發(fā)展，近年來，分布式能源特別是大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電系統(tǒng)的研究，開發(fā)和應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國家得到了前所未有的重視，有些已進(jìn)入實(shí)用化階段?；诖?，文中對微電網(wǎng)進(jìn)行了分析，僅供業(yè)內(nèi)人士參考。

【關(guān)鍵詞】：微電網(wǎng)；結(jié)構(gòu)；控制

1、微網(wǎng)結(jié)構(gòu)

微網(wǎng)中的分布式電源分為旋轉(zhuǎn)電機(jī)型微源和逆變型微源，以后者為主。逆變型微源經(jīng)過逆變器變換為交流后經(jīng)饋線與微網(wǎng)交流母線相連，再經(jīng)靜態(tài)開關(guān)單點(diǎn)與大電網(wǎng)相連。因此，微網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、孤網(wǎng)兩種模式運(yùn)行，提高系統(tǒng)的供電可靠性。

2、微電網(wǎng)的特征

2.1微型化

微型化是微網(wǎng)的首要特征，主要體現(xiàn)在電壓等級低，在我國應(yīng)以380V為主；系統(tǒng)規(guī)模小，一般在兆瓦級以下；與終端用戶相連，電能就地利用。

2.2自平衡

微網(wǎng)經(jīng)過歸納調(diào)理分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和負(fù)荷完成微網(wǎng)內(nèi)部電量的自平衡，與外部電網(wǎng)電力交流很少。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷是其主要電力用戶，微網(wǎng)產(chǎn)生的電能應(yīng)滿意就地消納的準(zhǔn)則。離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過調(diào)理分布式發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)，保證悉數(shù)或部分負(fù)荷的供電需要，完成離網(wǎng)狀態(tài)下微網(wǎng)電量的自平衡。

2.3清潔高效

微網(wǎng)內(nèi)的分布式電源應(yīng)以風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等清潔動(dòng)力為主，或者是以動(dòng)力歸納使用為方針的發(fā)電方式，如冷、熱、電聯(lián)供體系，余熱余壓發(fā)電體系等。微網(wǎng)對化石動(dòng)力的使用應(yīng)體現(xiàn)出“高效”的特色，動(dòng)力歸納使用率通常應(yīng)到達(dá)70%以上。一起，微網(wǎng)應(yīng)配置高效的能量管理體系，使得全部體系運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的狀況。

3、微電網(wǎng)的適用范圍

3.1滿足高滲透率分布式可再生能源的接入和消納

微網(wǎng)技能的根本意圖就是處理分布式可再生能源的大規(guī)模接入的問題。分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)原先單一、輻射狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其大規(guī)模使用將對電網(wǎng)計(jì)劃、操控維護(hù)、供電安全、電能質(zhì)量、調(diào)度辦理等方面帶來許多影響。微網(wǎng)使用儲(chǔ)能、和諧操控將多個(gè)渙散、不可控的分布式發(fā)電和負(fù)荷構(gòu)成一個(gè)可控的單一全體，大大降低了分布式發(fā)電大規(guī)模接入對大電網(wǎng)的沖擊。

目前，我國分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)電源中的比例還很小，對電網(wǎng)的影響甚微，直接接入配電網(wǎng)現(xiàn)階段仍然是分布式開發(fā)可再生能源最經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方式。當(dāng)局部地區(qū)的分布式發(fā)電規(guī)模較大，已經(jīng)對配電網(wǎng)運(yùn)行控制造成較大影響時(shí)，則可以考慮采用微網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)手段，消除高滲透率分布式可再生能源接入帶來的負(fù)面影響。

3.2與大電網(wǎng)聯(lián)系薄弱，供電能力不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)

我國幅員遼闊、對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)牧地區(qū)、偏遠(yuǎn)山區(qū)以及海島等地區(qū)，與大電網(wǎng)聯(lián)系薄弱，大電網(wǎng)供電投資規(guī)模大、供電能力不足且可靠性較低，部分地區(qū)甚至大電網(wǎng)難以覆蓋，要形成一定規(guī)模的、強(qiáng)大的集中式供配電網(wǎng)需要巨額的投資，且因電量較小，整體很不經(jīng)濟(jì)。而在這些地區(qū)，因地制宜發(fā)展小風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、小水電等分布式可再生能源，應(yīng)用微網(wǎng)技術(shù)，則可彌補(bǔ)大電網(wǎng)集中式供電的局限性，解決這些地區(qū)的缺電和無電問題。

3.3對電能質(zhì)量和供電可靠性有特殊要求的電力用戶

配電網(wǎng)中的要害用戶或靈敏用戶如工廠、醫(yī)院、軍事基地等，對電能質(zhì)量和供電可靠性的請求較高，不只要供給滿意其特定設(shè)備請求的電能質(zhì)量，還要可以避免暫時(shí)性的停電，滿意對主要負(fù)荷的不間斷供電需要。

一方面，微網(wǎng)能夠滿足特定用戶的電能質(zhì)量需求。隨著當(dāng)前用電設(shè)備數(shù)字化程度的提高，其對電能質(zhì)量也越來越敏感，電能質(zhì)量問題可以導(dǎo)致終端系統(tǒng)的故障甚至癱瘓，對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來重大損失。另一方面，微網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測主電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，在主電網(wǎng)故障時(shí)迅速從公共連接點(diǎn)解列平滑切換到離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，從而保證內(nèi)部重要負(fù)荷的供電不受影響。

4、前景瞻望

4.1微電網(wǎng)在電力市場的發(fā)展趨勢

先期間國網(wǎng)也在全部推進(jìn)分布式電源的使用，鼓舞用戶“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”，雖然分布式電源雖然優(yōu)勢顯著，但也存在一些問題。特別是相對于大電網(wǎng)而言是一個(gè)不可控電源，其浸透率提高會(huì)損害電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以會(huì)依據(jù)分布式電源用戶所在公變臺(tái)區(qū)和線路的線路負(fù)載和容量狀況有約束，著也必定程度上影響分布式電源的全部發(fā)展。

為了最大限度利用分布式電源的效益，同時(shí)協(xié)調(diào)與大電網(wǎng)的矛盾，所以提出了微網(wǎng)的概念，微網(wǎng)是一個(gè)用戶側(cè)的電網(wǎng)，它通過一個(gè)公共連接點(diǎn)與大電網(wǎng)連接。微網(wǎng)整合了分布式發(fā)電的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)式配電，是對智能電網(wǎng)安全性、可靠性、自愈性和生存性重要保障。微網(wǎng)運(yùn)行將是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

4.2微電網(wǎng)與智能電網(wǎng)

微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的有機(jī)組成部分，是對智能電網(wǎng)的有力彌補(bǔ)。微電網(wǎng)建設(shè)有利于提高了電力系統(tǒng)面對突發(fā)災(zāi)難時(shí)的抗災(zāi)才能。大電網(wǎng)中超大型電站與微電網(wǎng)中渙散微型電站的結(jié)合，能夠削減電力輸送距離、下降輸電線路的出資和電力系統(tǒng)的運(yùn)營本錢，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)更安全和更經(jīng)濟(jì)。

4.3微電網(wǎng)與新能源

隨著傳統(tǒng)能源儲(chǔ)量減少、發(fā)電成本上升及新能源發(fā)電技術(shù)水平越趨成熟，而且由于新能源的高效、無污染特點(diǎn)，都將標(biāo)志著新能源發(fā)電將會(huì)被市場所接收。微電網(wǎng)以新能源發(fā)電為核心，也必然會(huì)被市場所慢慢接收。

結(jié)束語

總之，作為電力系統(tǒng)的新典范，微電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)比較具有較多優(yōu)勢。在公共電網(wǎng)遭到擾動(dòng)過程中，微電網(wǎng)有才能從公共電網(wǎng)中無縫地?cái)嚅_以減小對自身的負(fù)荷，進(jìn)步供電可靠性。在頂峰負(fù)荷期間，微電網(wǎng)能夠承當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷來進(jìn)步電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。微電網(wǎng)能夠運(yùn)用低或零排放發(fā)電機(jī)組來增強(qiáng)環(huán)境效益。有些微源可完成熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)制，以給用戶減輕電力本錢。因?yàn)閷ξ㈦娋W(wǎng)缺少深化的研討和一些晦氣的方針條件，使微電網(wǎng)技能的發(fā)展變成妨礙。但隨著電力電子技能和先進(jìn)控制技能的不斷發(fā)展，微電網(wǎng)必將在電力系統(tǒng)中得到廣泛的使用。

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