中國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)研究及其應(yīng)用現(xiàn)狀分析

張?chǎng)巍⊥跷?/p>

摘要：微電網(wǎng)是一種結(jié)合了電能供應(yīng)與優(yōu)化控制的微型電力網(wǎng)絡(luò)布設(shè)技術(shù)，在我國(guó)一些人口集中的海島、校園等應(yīng)用較多，本文就微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了概述及組成研究，并就其應(yīng)用特點(diǎn)以及現(xiàn)狀進(jìn)行了研討。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;電力

引言

微電網(wǎng)是我國(guó)電力供給結(jié)構(gòu)的一種形式，它是積極利用當(dāng)前新型綠色再生能源進(jìn)行電能供應(yīng)的一種電網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)前我國(guó)各地都在積極應(yīng)用這種新型能源與電能網(wǎng)絡(luò)輸送結(jié)構(gòu)技術(shù)，為國(guó)家電網(wǎng)電能輸送結(jié)構(gòu)提供了補(bǔ)充，未來(lái)微電網(wǎng)還會(huì)得到技術(shù)更新與更廣泛地應(yīng)用。

1微電網(wǎng)技術(shù)概述以及組成分析

1.1微電網(wǎng)技術(shù)概述

微電網(wǎng)技術(shù)其實(shí)就是由微型電源以及電能負(fù)荷共同組成的一種電能供、消網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，微電網(wǎng)運(yùn)行中電源實(shí)現(xiàn)電能供應(yīng)，而負(fù)荷結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)電能向其他能量的轉(zhuǎn)換。我國(guó)研究人員對(duì)于微電網(wǎng)的定義為：一種小型發(fā)配電系統(tǒng)，它主要由儲(chǔ)能裝置以及電網(wǎng)控制系統(tǒng)以及電源結(jié)構(gòu)構(gòu)成電能供應(yīng)單元，而由網(wǎng)絡(luò)電能負(fù)荷設(shè)備組成電能消耗單元，微電網(wǎng)可以進(jìn)行供配電以及電能消耗的自我管理以及保護(hù)操作，當(dāng)前微電網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要建設(shè)內(nèi)容。

1.2微電網(wǎng)的主要供電單元組成分析

1.2微電網(wǎng)中的分布式電源裝置

針對(duì)不同的發(fā)電系統(tǒng)采用不同的分布式電源，目前的發(fā)電類型包括光伏發(fā)電、水利發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及潮汐發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)等，對(duì)于微電網(wǎng)對(duì)接的發(fā)電類型主要是可再生能源發(fā)電。微電網(wǎng)和外部大型供配電網(wǎng)絡(luò)相比，容量小而且電壓等級(jí)也相對(duì)較低，因此一般以380V、10kV和110kV的電壓等級(jí)和外部大電網(wǎng)進(jìn)行能量交換。

1.2.2 儲(chǔ)能裝置

隨著儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，目前儲(chǔ)能裝置也已有多種類型，部件包括熱儲(chǔ)能裝置、機(jī)械儲(chǔ)能裝置，還包括電磁儲(chǔ)能裝置以及新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。電化學(xué)儲(chǔ)能裝置一般通過(guò)蓄電池儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)其功能，對(duì)于電磁儲(chǔ)能裝置而言一般采用超導(dǎo)體和超級(jí)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。

1.2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)作為微電網(wǎng)中必不可少的一環(huán)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，包括計(jì)量系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)以及能量管理系統(tǒng)等多

個(gè)子系統(tǒng)。

2微電網(wǎng)技術(shù)的主要特點(diǎn)研究

微電網(wǎng)是目前我國(guó)非常重要的一種電能供輸結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)而言，微電網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯，它較為清潔、控制更加智能、使用靈活，因此在很多區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)中都在積極利用微電網(wǎng)技術(shù)。

2.1微電網(wǎng)技術(shù)非常清潔

由于微電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源設(shè)備連接的通常為清潔能源設(shè)備，并且分布式電源還可以連接多種再生發(fā)電技術(shù)設(shè)備，電源與負(fù)荷結(jié)構(gòu)甚至可以一體化運(yùn)行，可再生能源發(fā)電效率較高并且可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)電能消納，能源利用率相對(duì)較高，因此非常清潔環(huán)保。分布式電源以及儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)等電能供應(yīng)單元結(jié)構(gòu)的運(yùn)用可以提升水力、風(fēng)能以及地?zé)岬入娔苻D(zhuǎn)換效率，對(duì)區(qū)域資源的利用效率提升也有較大幫助。

2.2微電網(wǎng)技術(shù)智能化效果較好

由于在當(dāng)前進(jìn)行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)時(shí)通常會(huì)融入智能化技術(shù)，以提升微電網(wǎng)運(yùn)行的智能化效果，在微電網(wǎng)中設(shè)置了智能化電子設(shè)備以及具有高效率儲(chǔ)能效果的設(shè)備、以及科學(xué)性較高的能源管理系統(tǒng)，可以優(yōu)化微電網(wǎng)運(yùn)行中的智能化表現(xiàn)。

2.3微電網(wǎng)有自治能力

微電網(wǎng)技術(shù)在運(yùn)行中具有非常好的電能控制單元，其智能化程度相對(duì)較高，電網(wǎng)運(yùn)行具有很好的輔助供能效果，還能夠獨(dú)立自治，在微電網(wǎng)內(nèi)部具有優(yōu)良的電能平衡效果。

2.4微電網(wǎng)運(yùn)行可靠

由于微電網(wǎng)中結(jié)構(gòu)完整性非常高，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)以及暫態(tài)的控制以及安全保護(hù)，并且微電網(wǎng)的運(yùn)行自治性能較好，可以在國(guó)家電網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障的時(shí)候進(jìn)行功能，因此微電網(wǎng)整體運(yùn)行更加可靠，并且可以與國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)行互補(bǔ)，提升區(qū)域供電穩(wěn)定性，尤其在一些需要穩(wěn)定供電的校園等區(qū)域運(yùn)用微電網(wǎng)可以降低其科研活動(dòng)的電能供應(yīng)影響，為區(qū)域電能發(fā)揮最大作用提供可靠、安全的保障。

2.5微電網(wǎng)運(yùn)行非常靈活

微電網(wǎng)運(yùn)行中分布式電源結(jié)構(gòu)與多種供能方式對(duì)接，具有非常好的控制靈活性，尤其是智能化控制體系的融入能夠根據(jù)微電網(wǎng)運(yùn)行需求進(jìn)行多種供能方式的切換與調(diào)整，為微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的負(fù)荷設(shè)備提供方式靈活、運(yùn)行穩(wěn)定的電能供應(yīng)，并且由于微電網(wǎng)中還有非常高效的儲(chǔ)能單元，可以為微電網(wǎng)運(yùn)行提供儲(chǔ)備電能，也可以降低發(fā)生突發(fā)問(wèn)題時(shí)電能終端的影響。

3微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

我國(guó)最早將微電網(wǎng)應(yīng)用在一些邊遠(yuǎn)地區(qū)以及海島區(qū)域、城市中人口密集的園區(qū)內(nèi)，因?yàn)檫@類地區(qū)的特征較為明顯，非常適合應(yīng)用微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，城市園區(qū)中的一些校園、住宅小區(qū)等具有人口密度大、用電集中等特點(diǎn)，對(duì)于這些區(qū)域進(jìn)行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)施工能夠有效提升區(qū)域電能供應(yīng)的穩(wěn)定性，例如在河南財(cái)專于2010年進(jìn)行了光伏發(fā)電微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)就給財(cái)專的校園工作提供了穩(wěn)定、安全的電能環(huán)境。當(dāng)前我國(guó)城市園區(qū)開(kāi)展微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布設(shè)的主要形式為聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而在一些邊遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)時(shí)，根據(jù)這些地區(qū)人口密度相對(duì)較小，而針對(duì)這些地區(qū)進(jìn)行國(guó)家傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)不僅需要大量建設(shè)投資，并且運(yùn)行維護(hù)難度大，電力資源浪費(fèi)相對(duì)嚴(yán)重，所以針對(duì)這些地區(qū)進(jìn)行微電網(wǎng)建設(shè)可以有效提升這些區(qū)域的電能供應(yīng)效果，在我國(guó)邊遠(yuǎn)區(qū)域如新疆以及西藏等人口稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)多進(jìn)行了微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)。而內(nèi)蒙古的部分地區(qū)由于風(fēng)能較多，且人口相對(duì)稀少，開(kāi)展微電網(wǎng)建設(shè)能夠?yàn)樵搮^(qū)域人員提供有效的電能供應(yīng)以及電能供應(yīng)清潔性優(yōu)化，因此應(yīng)用也交廣。而海島區(qū)域距離國(guó)家大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn)，電能供應(yīng)較為困難，而海島區(qū)域的風(fēng)能資源非常豐富，還有非常優(yōu)良的潮汐能，利用多種清潔能源進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，為海島內(nèi)人員生活、生產(chǎn)提供電能，未來(lái)微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以與很多新型電能再生與轉(zhuǎn)化技術(shù)設(shè)備相連接來(lái)給電網(wǎng)中的負(fù)荷設(shè)備提供能源，如水力發(fā)電設(shè)備、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備、潮汐能發(fā)電設(shè)備等，也能夠防止柴油機(jī)等發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境污染問(wèn)題，在我國(guó)很多海島區(qū)域都積極應(yīng)用了微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)，包括山東煙臺(tái)長(zhǎng)島、浙江福山島以及海南的西沙永興島等，海島微電網(wǎng)和邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)相同，均屬于獨(dú)立性微電網(wǎng)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)微電網(wǎng)技術(shù)為很多邊遠(yuǎn)、海島區(qū)域提供了穩(wěn)定的電能輸送，解決了這類地區(qū)的電能供應(yīng)難題，同時(shí)其在一些城市校園區(qū)域的應(yīng)用也給人口密集區(qū)域使用新型綠色能源提供了技術(shù)參考，在未來(lái)國(guó)家政策的進(jìn)一步扶持下，微電網(wǎng)技術(shù)方案會(huì)更加科學(xué)、安全，而其運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于新能源的利用率也會(huì)更高。

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作者簡(jiǎn)介：

張?chǎng)?，女，漢族，河南濮陽(yáng)人，長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)碩士研究生，主要從事電力變換技術(shù)與新能源開(kāi)發(fā)方向研究。