主動(dòng)配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)技術(shù)分析

摘 要：近些年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展，人們在生產(chǎn)與生活中對電能需求量也隨之不斷增加，但是能源短缺問題日益嚴(yán)重，再加上被動(dòng)式配電網(wǎng)弊端日益凸顯，嚴(yán)重阻礙了我國電網(wǎng)的發(fā)展。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，在滿足廣大用戶用電需求與合理用電等方面起著非常重要的作用。而將微電網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用在主動(dòng)配電網(wǎng)中，能對這些能源進(jìn)行合理且有效地控制與管理，并降低供電成本與環(huán)境污染，當(dāng)前，它已成為主動(dòng)配電網(wǎng)的主要運(yùn)營模式。基于此，本文對微電網(wǎng)概念進(jìn)行簡要分析，并對主動(dòng)配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用以及微電網(wǎng)技術(shù)研究方向進(jìn)行了分析，旨在提升微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用水平，保證主動(dòng)配電網(wǎng)能穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

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

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0080-02

引 言

主動(dòng)配電網(wǎng)是電網(wǎng)未來發(fā)展主要的方向，在實(shí)際運(yùn)行中能提升對能源利用效率，而將微電網(wǎng)技術(shù)有機(jī)運(yùn)用在主動(dòng)配電網(wǎng)中，能對電網(wǎng)中能源進(jìn)行有效控制，增強(qiáng)主動(dòng)配電網(wǎng)的可靠性、互動(dòng)性以及可控性，提升綜合能效[1]。因此，對主動(dòng)配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行分析研究，具有非常重要的研究意義。

1 微電網(wǎng)概念

微電網(wǎng)是連接分布式電源與主動(dòng)配電網(wǎng)之間的一個(gè)紐帶，是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等組成而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能根據(jù)用戶個(gè)性化需求自主調(diào)節(jié)負(fù)荷，能將發(fā)電裝置的作用最大限度地發(fā)揮出來，并降低分布式電源對配電網(wǎng)的一些不良影響。它是一種相對特殊的電網(wǎng)，具有獨(dú)立可控的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 在接入主動(dòng)配電網(wǎng)的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

近些年，我國大力開展主動(dòng)配電網(wǎng)方面的研究以及主動(dòng)配電網(wǎng)示范工程建設(shè)。將大電網(wǎng)和主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行并聯(lián)，互為支撐，有利于將分布式發(fā)電系統(tǒng)的效能最大限度地發(fā)揮出來，提升分布式電源利用率。在將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)時(shí)，需進(jìn)行全方位的統(tǒng)籌分析，采用單點(diǎn)接入方式，嚴(yán)格控制接入點(diǎn)和相關(guān)裝置的配合度等，并根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)一步完善能量管理體系，將其和電網(wǎng)運(yùn)行與現(xiàn)有資源等進(jìn)行有機(jī)融合，從而實(shí)現(xiàn)對配發(fā)電、用電等全過程的有效管理[2]。主動(dòng)配電網(wǎng)和微電網(wǎng)的連接所形成的結(jié)構(gòu)，能最大限度地實(shí)現(xiàn)對各儲(chǔ)能設(shè)備、電源以及負(fù)荷的主動(dòng)調(diào)控，分析并管理電力傳輸以及信息流通方向，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)以及信息的互動(dòng)，從而提升電網(wǎng)資源配置效率以及電網(wǎng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，確保供電穩(wěn)定、高質(zhì)。

2.2 在接入主動(dòng)配電網(wǎng)的微電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃中的應(yīng)用

主動(dòng)配電網(wǎng)由于使一種有源網(wǎng)絡(luò)，在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)電壓調(diào)整、繼電保護(hù)、潮流分布以及無功優(yōu)化等各種綜合性問題。而將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)中，能有效解決主動(dòng)配電網(wǎng)和間歇性分布式能源的耦合問題。在接入過程中需面對分布式電源種類繁多、接入位置的合理選擇、微電網(wǎng)接入點(diǎn)功率的交互約束等問題。因此，在將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)時(shí)，需將包括上述因素在內(nèi)的其他方面的因素進(jìn)行綜合考慮，并將其歸入到主動(dòng)配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的范圍，通過合理且科學(xué)的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮微電網(wǎng)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的運(yùn)用。在設(shè)計(jì)規(guī)劃過程中，需對主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)進(jìn)行雙層綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)，其可分為中短期規(guī)劃以及長期規(guī)劃兩種。在短期規(guī)劃設(shè)計(jì)中，需對電網(wǎng)建設(shè)環(huán)境、建設(shè)成本、建設(shè)方案電網(wǎng)可靠性等進(jìn)行綜合全面地分析；在技術(shù)方案規(guī)劃中，需對分布式電源接入位置、儲(chǔ)存電能配套以及類型等進(jìn)行分析研究；在接入效益規(guī)劃中，需對電網(wǎng)運(yùn)行的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益等進(jìn)行分析。而在長期規(guī)劃中，需對電網(wǎng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽U(kuò)展的經(jīng)濟(jì)性與靈活性、電網(wǎng)負(fù)荷需求等各方因素進(jìn)行分析。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)后，會(huì)形成互動(dòng)性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，因此，在對電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中會(huì)涉及多方面的知識以及多層次的設(shè)計(jì)問題。要想合理、高效進(jìn)行微電網(wǎng)的接入，必須解決這些問題。而要解決這些問題可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃：①對城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中涉及的微電網(wǎng)與主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃問題進(jìn)行充分考慮；②對主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)中多層次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及潮流特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮；③設(shè)計(jì)分布式電源不同種類的互補(bǔ)性設(shè)計(jì)；④設(shè)計(jì)具有抗災(zāi)能力的微電網(wǎng)應(yīng)急供電方案；⑤進(jìn)行多目標(biāo)微電網(wǎng)選址定容等。

2.3 在接入主動(dòng)配電網(wǎng)的微電網(wǎng)控制中的應(yīng)用

如今，隨著科技的不斷發(fā)展以及微電網(wǎng)的不斷接入，主動(dòng)式配電網(wǎng)也不斷發(fā)生著變化，所以，積極探索對微電網(wǎng)有效控制方式是促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定且可靠的有力保障，也是加快主動(dòng)配電網(wǎng)朝著更加高效、更加智能與穩(wěn)定的方面邁進(jìn)的有利保證。從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，控制微電網(wǎng)群有以下三種：①分布式控制方法。由于其包含了多個(gè)微電網(wǎng)控制中心，能對本地微電網(wǎng)信息進(jìn)行有效收集，實(shí)現(xiàn)對微電網(wǎng)的控制，可極大提升了信息有效率，能確保電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，但是，這種控制方式不利于微電網(wǎng)之間的協(xié)同運(yùn)作。②集中式控制方式。采取這種控制方式能對全網(wǎng)信息、能量輸送以及發(fā)電計(jì)劃等享有全部控制權(quán)，并能根據(jù)不同運(yùn)行情況制定出相應(yīng)的控制方案，對微電網(wǎng)進(jìn)行全面優(yōu)化控制。但是，由于所要采集的信息量以及數(shù)據(jù)信息分析處理工作量非常龐大，需要有一定擴(kuò)展性以及兼容性，這對主動(dòng)配電網(wǎng)有著較大考驗(yàn)[3]。③集中-分散式控制方式。其控制結(jié)構(gòu)分為主動(dòng)配電網(wǎng)控制中心與微電網(wǎng)控制中心兩層進(jìn)行控制，加入微電網(wǎng)自身控制，能對各種不可控及可控負(fù)荷進(jìn)行合理預(yù)測，從而使制定的發(fā)電計(jì)劃變得更為合理、科學(xué)，有效調(diào)配主動(dòng)負(fù)荷與間歇性分布式電源[4]。同時(shí)主動(dòng)配電網(wǎng)控制中心整合微電網(wǎng)反饋過來的信息，然后將任務(wù)進(jìn)行分解，并將其分配給各個(gè)微電網(wǎng)控制中心，由微電網(wǎng)控制中心進(jìn)行調(diào)控，提升了數(shù)據(jù)處理的擴(kuò)展性以及實(shí)時(shí)性，能促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)工程健康發(fā)展。

3 微電網(wǎng)技術(shù)未來研究方向

微電網(wǎng)是將來實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)互動(dòng)與需求響應(yīng)的一個(gè)重要途徑。隨著電網(wǎng)技術(shù)。新能源的不斷發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)將具備以下新特點(diǎn)：①微電網(wǎng)技術(shù)會(huì)滿足用戶更多能源綜合利用需求。電動(dòng)汽車、小型風(fēng)機(jī)、入戶式單向光伏等的出現(xiàn)，會(huì)使微電網(wǎng)的復(fù)雜性進(jìn)一步增強(qiáng)，且智能家居、屋頂電站等的出現(xiàn)使得微電網(wǎng)形式變得更加多樣化。電力企業(yè)則需通過數(shù)據(jù)分析，給用戶制定合理的節(jié)點(diǎn)、用電建議，并根據(jù)其生活實(shí)際需求，制定分時(shí)電價(jià)或階梯電價(jià)等政策。同時(shí)，多種微電源響應(yīng)時(shí)間協(xié)調(diào)問題、基于電力電子接口電源與FACTS裝置的耦合問題、小發(fā)電機(jī)組接入微電網(wǎng)中的可行性研究問題等將會(huì)成為將來微電網(wǎng)技術(shù)研究的新趨勢。②配電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間會(huì)實(shí)現(xiàn)更高層次的互動(dòng)，并承擔(dān)其能源與承載系信息雙重功能。隨著智能配電網(wǎng)的不斷發(fā)展，會(huì)對微電網(wǎng)技術(shù)提出更高要求，且微電網(wǎng)和用戶日常生活與生產(chǎn)息息相關(guān)，以辦公、家庭等單位的用電終端設(shè)備、發(fā)電設(shè)備、電動(dòng)汽車充電站等將會(huì)在微電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)信息資源分享、互相影響等功能。

4 結(jié) 語

綜上所述，微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在主動(dòng)配電網(wǎng)中具有非常重要的作用，可有效保證主動(dòng)配電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，提升供電質(zhì)量與主動(dòng)配電網(wǎng)性能。因此，應(yīng)引起高度重視，對其進(jìn)行深入性研究，以便充分發(fā)揮微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的真正作用，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展，也會(huì)對微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的實(shí)踐應(yīng)用起到推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-7-21

作者簡介：唐盛平（1961-），漢族，重慶人，工程師，本科，從事電網(wǎng)檢修管理工作。