主動(dòng)配電網(wǎng)中微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

吳萍

摘 要：將微電網(wǎng)技術(shù)積極引入配電網(wǎng)并網(wǎng)過(guò)程中，從而及時(shí)形成一個(gè)具有智能調(diào)控功能的網(wǎng)絡(luò)，更好的保證配電網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了有效減少能耗，需要對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并將其積極應(yīng)用在配網(wǎng)工作中，從而促使該模式成為主動(dòng)配電網(wǎng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。本文將對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)研究。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用；主動(dòng)配電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM711.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-7394（2018）02-0077-04

微電網(wǎng)具有分布式電源的特征，從而為我國(guó)可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用提供了有效的途徑，運(yùn)用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行節(jié)能減排，提升電源結(jié)構(gòu)的安全性，這為配電網(wǎng)工作的智能綠色發(fā)展奠定了穩(wěn)定基礎(chǔ)?；谘芯空叩牟粩鄬?shí)踐，我國(guó)配電網(wǎng)在運(yùn)行建模，控制策略以及儲(chǔ)能技術(shù)等方面都得到了很大進(jìn)步，并使微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。為了有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，需要對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)分析，了解微電網(wǎng)技術(shù)的概念，并在構(gòu)建微電網(wǎng)分析模型的基礎(chǔ)上，使微電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到最佳體現(xiàn)，并推動(dòng)主動(dòng)配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 微電網(wǎng)技術(shù)的概念及其特點(diǎn)

1.1 概念分析

我國(guó)學(xué)者將配電網(wǎng)技術(shù)的概念定義為，微電網(wǎng)就是能夠合理承擔(dān)傳統(tǒng)發(fā)電模式以及分布式電源的分派，從而給周邊及時(shí)提供一種特殊的電網(wǎng)。

1.2 主要特點(diǎn)分析

微電網(wǎng)技術(shù)是儲(chǔ)存能量與分布式發(fā)現(xiàn)的結(jié)合體，其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在這三個(gè)方面。第一，微電網(wǎng)以單點(diǎn)方式被接入大電網(wǎng)，然后由大電網(wǎng)來(lái)對(duì)其發(fā)電負(fù)荷和單元進(jìn)行科學(xué)有效的控制，在此過(guò)程中充分發(fā)揮出了微電網(wǎng)分布式電源互補(bǔ)的特點(diǎn)，以此方式有效提升了能源的利用率[2]。第二，在并網(wǎng)運(yùn)行的情況下，主電網(wǎng)和微電網(wǎng)能夠給負(fù)荷提供一定的電能，一旦出現(xiàn)了電網(wǎng)故障，微電網(wǎng)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，并單獨(dú)運(yùn)行，從而不僅降低了配網(wǎng)故障的影響范圍，還確保了微電網(wǎng)的高效運(yùn)行。第三，在運(yùn)行過(guò)程中，微電網(wǎng)產(chǎn)生的慣性較小，因此通常被忽略掉，同時(shí)，在用戶能量需求不斷增大的情況下，分布式電網(wǎng)無(wú)法更好的滿足現(xiàn)階段的電能需求。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)中微電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用分析

2.1 提升了分布式能源的利用率

微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用，大大提升了分布式能源的利用率，有效處理了分布式電網(wǎng)的拓展和兼容問(wèn)題，通過(guò)利用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)對(duì)配電網(wǎng)的雙向流動(dòng)及其大小作出調(diào)整，積極實(shí)現(xiàn)了柔性消納分布式電源的最終目的。利用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)分布式電源的功率。例如生活中常見(jiàn)的熱電微型汽輪機(jī)就是利用微電網(wǎng)技術(shù)及時(shí)將多余能量輸送給配電網(wǎng)以及各個(gè)負(fù)荷中，這樣一來(lái)，不僅保證了配網(wǎng)系統(tǒng)的正常供電，還將電力資源得到了合理利用，因此，在主動(dòng)配電網(wǎng)中，必須要廣泛應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)提升分布式電源的利用率。

2.2 促進(jìn)了配網(wǎng)質(zhì)量的進(jìn)一步提高

之所以配電網(wǎng)的分壓狀態(tài)時(shí)刻發(fā)生變化，主要是因?yàn)橹鲃?dòng)配電網(wǎng)中有很多儲(chǔ)能裝置，如：主動(dòng)負(fù)荷集群，分布式電源等，同時(shí)，這種變化較為復(fù)雜，因此，無(wú)法找到配網(wǎng)分壓的規(guī)律。在分布式電源和隨機(jī)波動(dòng)性的影響作用下，整個(gè)配電網(wǎng)的電壓會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性較差現(xiàn)象，同時(shí)，電壓質(zhì)量容易受到接入和退出的影響，繼而影響到配網(wǎng)設(shè)備使用壽命，所以，要針對(duì)主動(dòng)配網(wǎng)中電壓不穩(wěn)定的情況，及時(shí)采取科學(xué)手段來(lái)對(duì)其作出有效控制。在應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)的前提下，不僅將配網(wǎng)電壓不穩(wěn)定問(wèn)題得到了解決，還確保了分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，并利用電壓協(xié)調(diào)功能來(lái)對(duì)分布式電源和儲(chǔ)能裝置進(jìn)行有效控制，使用平滑切換技術(shù)來(lái)降低電壓不穩(wěn)定情況的發(fā)生概率。

2.3 為主動(dòng)配網(wǎng)運(yùn)行管理提供了便利

分布式電源具有可控性能弱、分布分散的特點(diǎn)，因此，為保證整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的正常供電，需要對(duì)分布式電源進(jìn)行協(xié)調(diào)供電[3]。積極應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源和用戶的有效整合，并將微電網(wǎng)技術(shù)以智能單元的方式接入大電網(wǎng)，從而最大程度降低了分布式電源與用戶的控制難度，這對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行管理人員來(lái)說(shuō)起到了非常重要的作用。主動(dòng)配電網(wǎng)將微電網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)傳遞，大大提升了配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。

3 實(shí)際應(yīng)用研究

3.1 微電網(wǎng)在主動(dòng)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛應(yīng)用，國(guó)際電網(wǎng)會(huì)議中已經(jīng)明確了主動(dòng)配電網(wǎng)的含義：通過(guò)采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行管理，在日常運(yùn)行中，主要是對(duì)分布式能源進(jìn)行主動(dòng)管理和有效控制[4]。近年來(lái)，一些歐美國(guó)家紛紛開(kāi)展了主動(dòng)配電網(wǎng)示范工程，推動(dòng)了主動(dòng)配網(wǎng)工程的快速發(fā)展。在主動(dòng)配網(wǎng)和分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，主要是將大電網(wǎng)作為支撐，借助主動(dòng)配電網(wǎng)和多個(gè)微電網(wǎng)來(lái)形成了一個(gè)聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，不僅降低了分布式電源對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾影響，還促進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)供電能力的有效提升[5]。如圖1所示，微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電結(jié)構(gòu)。

在該系統(tǒng)中，已經(jīng)形成了一個(gè)獨(dú)立的電源模式，聯(lián)絡(luò)線與微電網(wǎng)之間存在互為影響的關(guān)系，聯(lián)絡(luò)線與微電網(wǎng)1，微電網(wǎng)2以及微電網(wǎng)3之間互為支撐，信息互動(dòng)，能量雙向流動(dòng)，這樣一來(lái)，有效保證了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 微電網(wǎng)在主動(dòng)配網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

在信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展的前提下，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用要求，因此，要充分考慮分布式電源在主動(dòng)配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的適應(yīng)性。積極運(yùn)用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)對(duì)主動(dòng)配網(wǎng)與微電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，將微電網(wǎng)這一關(guān)鍵技術(shù)得到有效利用[6]。在主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行中，有源網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)電壓調(diào)整，機(jī)電保護(hù)，潮流分布等諸多問(wèn)題。為了能夠?qū)⒁陨线@些問(wèn)題得到及時(shí)妥善解決，充分發(fā)揮了微電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將其靈活運(yùn)用在主動(dòng)配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，將分布式電源和微電網(wǎng)有效的連接起來(lái)，以此方式將新能源的優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮，但是還需要進(jìn)行主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)網(wǎng)架的綜合規(guī)劃，從系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求出發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)指標(biāo)、方案的合理優(yōu)化[7]。在微電網(wǎng)接入主動(dòng)配網(wǎng)系統(tǒng)的過(guò)程中需要及時(shí)制定一個(gè)長(zhǎng)期的規(guī)劃以及短期規(guī)劃，并充分考慮模型建立，電源類型，儲(chǔ)能配套以及負(fù)荷需求，同時(shí)，將經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益作為分析內(nèi)容的一部分，只有這樣，才能有效提升用戶滿足度。以微電網(wǎng)形式將分布式電源，儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷等及時(shí)接入主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃中，認(rèn)真分析雙層指標(biāo)，并將接入點(diǎn)及時(shí)納入主動(dòng)配電網(wǎng)微電網(wǎng)中，由于分布式電源數(shù)量較多，因此充電站數(shù)量較大，功率波動(dòng)性很大，具有一定的隨機(jī)性，然而可控性很低，這將給配網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)工作帶來(lái)一定困難。所以需要從實(shí)際情況出發(fā)，同時(shí)，積極將發(fā)電預(yù)測(cè)，分布式電源，負(fù)荷預(yù)測(cè)，容量配置，電力機(jī)制調(diào)整等工作列入配網(wǎng)規(guī)劃工作范圍內(nèi)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，及時(shí)針對(duì)微電網(wǎng)與主動(dòng)配網(wǎng)之間、儲(chǔ)能裝置與分布式電源之間的功率轉(zhuǎn)換等實(shí)際情況，來(lái)制定合理有效的功率調(diào)控措施，只有這樣做才能將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮。為了確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，還需要對(duì)固態(tài)變壓器，電子設(shè)備，變電站電容等設(shè)備選型制定安全措施，從而使得微電網(wǎng)布局成為主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中的核心部分。

在微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)之后，及時(shí)形成了一個(gè)互動(dòng)性很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與此同時(shí)，電壓分布的多樣性，多層次，多約束，多模式等特點(diǎn)成了非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的問(wèn)題。及時(shí)對(duì)其進(jìn)行深入探討，并展開(kāi)了以下研究：對(duì)微電網(wǎng)主動(dòng)配網(wǎng)中的多層次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的潮流特點(diǎn)做出了充分考慮。認(rèn)真分析了分布式電源具有的不確定性和電源互補(bǔ)性等特征。及時(shí)對(duì)電氣運(yùn)行指標(biāo)、環(huán)保指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)效益等多項(xiàng)目標(biāo)進(jìn)行了探討，同時(shí)，還對(duì)系統(tǒng)配置做出了科學(xué)合理的優(yōu)化。制定應(yīng)急方案設(shè)計(jì)，從而有效增強(qiáng)微電網(wǎng)的抗災(zāi)害能力。

3.3 微電網(wǎng)在主動(dòng)配電網(wǎng)方案控制中的應(yīng)用

隨著時(shí)代不斷發(fā)展，越來(lái)越多的微電網(wǎng)被接入主動(dòng)配網(wǎng)中，使得微電網(wǎng)的分布式特征得到了凸顯，同時(shí)，也改變了主動(dòng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)滲透率得到了很大提升，一定地理區(qū)域內(nèi)，微電網(wǎng)群得到了可靠、高效的運(yùn)行，這為整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的能量動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)平衡以及電能質(zhì)量的有效提升都得到了很大提升。圖2所示為微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的解決方案。

在系統(tǒng)控制過(guò)程中，主要采取了這些措施：集中式控制、分布式控制、分散式控制等，將微電網(wǎng)群為基礎(chǔ)，及時(shí)為主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行提供了可靠性的技術(shù)路線。

在集中式控制這一過(guò)程中，微電網(wǎng)中的各類信息主要是由主動(dòng)配電網(wǎng)中心進(jìn)行直接掌握的，根據(jù)已經(jīng)掌握的系統(tǒng)信息來(lái)制定有效的微電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃，并對(duì)微電網(wǎng)的能量輸出進(jìn)行合理管控，享有全部控制權(quán)，通過(guò)采取靈活方式，積極實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)群集的協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化調(diào)度。在此過(guò)程中，還要注意運(yùn)算量和通信流量對(duì)系統(tǒng)控制中心提出了較高要求，因此，必須要重視系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性。

分布式控制過(guò)程中，微電網(wǎng)群主要是通過(guò)主動(dòng)配電網(wǎng)來(lái)進(jìn)行調(diào)控，在調(diào)控環(huán)節(jié)不需要微電網(wǎng)為相鄰微電網(wǎng)提供系統(tǒng)信息，僅需要依靠微電網(wǎng)群就可以做到靈活管控，由此一來(lái)，促進(jìn)了系統(tǒng)運(yùn)行效率的不斷提升，更好的滿足了用電戶對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)提出的要求。

4 微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)探討

主動(dòng)配電網(wǎng)接入分布式電源的能力評(píng)估水平不斷提高。實(shí)際工作中積極應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)來(lái)將各種信息進(jìn)行及時(shí)整合，將分布式電源的優(yōu)勢(shì)得到了最佳發(fā)揮，有效消除了微電網(wǎng)技術(shù)對(duì)分布式電源波動(dòng)性和間歇性的影響，確保主動(dòng)配電網(wǎng)可以高效消納分布式電源，對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)以及分布式電源進(jìn)行了實(shí)時(shí)優(yōu)化，使得柔性、高效率消納分布式電源成為微電網(wǎng)技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)[8]。主動(dòng)配電網(wǎng)中的分布式電源具有分散性強(qiáng)，能量雙向流動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，通過(guò)研發(fā)能量管理系統(tǒng)，更好的兼顧了分布自治和集中協(xié)調(diào)的要求，還實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)配電網(wǎng)的主動(dòng)管理。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的運(yùn)用以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行具體分析，從而促進(jìn)了微電網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步提升，其發(fā)展空間更為廣闊。新時(shí)期下，用電戶對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)提出了更高的要求，出于安全考慮，還需要對(duì)微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的管理技術(shù)進(jìn)行大力研究，并制定有效的管理措施，積極實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張繼紅， 楊宇強(qiáng). 微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2017（10）：208.

[2] 陳俊樺， 江修波， 李功新. 微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的分析與展望[J]. 電氣應(yīng)用， 2017（11）：33-39.

[3] 桂義明， 潘漢廣. 微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用探索[J/OL]. 工程技術(shù)（引文版）， 2017（2）：41.[2018-02-10]. http：//www.cqvip.com/QK/72129x/201702/epub1000000704

885.html.

[4] 李超， 侯慶雷， 崔大明. 微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的實(shí)際運(yùn)用[J]. 企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)， 2015， 34（36）：32-33.

[5] 張展望. 論微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的實(shí)際運(yùn)用[J]. 工程技術(shù)（全文版）， 2016（1）：133.

[6] 覃楊， 何菊. 主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)研究[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2016（9）：6-7.

[7] 徐意婷， 艾芊. 含微電網(wǎng)的主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備， 2016， 36（11）：22-30.

[8] 李斌， 張慧穎， 何佳偉. 主動(dòng)配電網(wǎng)保護(hù)控制的設(shè)計(jì)與研究[J]. 電力建設(shè)， 2015， 36（1）：91-96.

Application and Analysis of Microgrid Technology in Active Distribution Network

WU Ping

（School of Electric Engineering，Sanmenxia Polytechnic， Sanmenxia 472000， China）

Abstract： Microgrid technology is actively introduced into the distribution network connection process， so as to form a network with intelligent control function in time and better ensure the stable operation of the whole distribution network. In order to effectively reduce energy consumption， we need to analyze microgrid technology in detail and apply it to the distribution network actively， so that this mode will become the main trend of active distribution network. This paper will make a scientific research on the practical application of microgrid technology in the active distribution network.

Key words： microgrid technology； application；active distribution network

責(zé)任編輯 祁秀春