智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韓金鑫 袁輝

摘要：從電網(wǎng)的發(fā)展歷程來(lái)說(shuō)，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為世界電網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。其中，智能微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要內(nèi)容?；诖耍恼箩槍?duì)智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入分析和探討。

關(guān)鍵詞：智能微電網(wǎng);能源管理系統(tǒng);優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng);設(shè)計(jì)

引言

智能微電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)用，不僅能夠及時(shí)的平息和意志系統(tǒng)的波動(dòng)，同時(shí)還能保證微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全有效。因此和傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電方式相比，新興的能源管理系統(tǒng)和供電模式，不僅具有極強(qiáng)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，還具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，但如今在新時(shí)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展背景以下，此技術(shù)的運(yùn)用，不僅面臨著許多挑戰(zhàn)，還面臨著諸多困難。比如在微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)，其電網(wǎng)的特殊性，決定了它的負(fù)荷和新能源預(yù)測(cè)性較差。同時(shí)，由于電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的復(fù)雜性，在進(jìn)行實(shí)際工程管理是具有較復(fù)雜的操作問(wèn)題。因此，在進(jìn)行啟發(fā)和數(shù)學(xué)工作時(shí)，應(yīng)該同時(shí)兼顧算法最優(yōu)性和數(shù)據(jù)可靠性，進(jìn)行深入調(diào)查發(fā)展，解決此類問(wèn)題，為后續(xù)順利使用打下基礎(chǔ)。

一、 智能微電網(wǎng)運(yùn)行概述

在進(jìn)行微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，不僅需要從運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行考量，同時(shí)還要從運(yùn)行能量和信息共通性的角度來(lái)對(duì)相關(guān)微電網(wǎng)的運(yùn)行方式和運(yùn)行方案進(jìn)行實(shí)際考察[1]。在靖西微電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，最主要的便是及內(nèi)部存在的兩個(gè)流向，第一個(gè)流向便是以圓頭網(wǎng)面以及荷載方式進(jìn)行活動(dòng)的流動(dòng)能量流，在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行時(shí)，源頭主要負(fù)責(zé)為整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行電力提供和能源供應(yīng)活動(dòng)，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)電網(wǎng)內(nèi)部流動(dòng)的傳輸以及和外部網(wǎng)絡(luò)的接通，而后者往往是常規(guī)電力荷載以及熱負(fù)荷等電腦運(yùn)行中常常產(chǎn)生的荷載情況。儲(chǔ)存主要包括對(duì)相應(yīng)電能和電力的儲(chǔ)存工作，結(jié)合起來(lái)便是現(xiàn)代智能微電網(wǎng)運(yùn)行的最重要步驟，此類便構(gòu)成了微電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。而微電網(wǎng)運(yùn)行的第二個(gè)流向變是雙向?qū)_的信息流，在進(jìn)行智能微電網(wǎng)控制和管理時(shí)。相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行不僅要從全局對(duì)運(yùn)行狀況和運(yùn)行問(wèn)題進(jìn)行考察，同時(shí)還要對(duì)微電網(wǎng)部分情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)督，防止問(wèn)題出現(xiàn)。這個(gè)過(guò)程不僅保持著智能微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)和安全，同時(shí)還為內(nèi)部功率的平穩(wěn)交換定價(jià)良好基礎(chǔ)。在進(jìn)行智能微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微網(wǎng)系統(tǒng)可以同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合并運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)離開(kāi)運(yùn)行兩種模式。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)合并運(yùn)行時(shí)，由于相關(guān)微電網(wǎng)可以同外部大電網(wǎng)進(jìn)行連接。因此，保證微電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性的關(guān)鍵便在于電網(wǎng)運(yùn)行是否穩(wěn)定。為從根本上提高電網(wǎng)互補(bǔ)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)能力，同時(shí)降低微電網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)外部電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。進(jìn)行實(shí)際工程建設(shè)和項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)，需要盡量減少微電網(wǎng)同外部電網(wǎng)的交匯互通活動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)相應(yīng)功率的平衡和控制，使得系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電網(wǎng)的互補(bǔ)工作，從而有效對(duì)發(fā)電負(fù)載進(jìn)行控制。使得電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)可以綜合考慮用戶需電情況和相關(guān)區(qū)域的供電情況，綜合進(jìn)行電力配置，在滿足符合系統(tǒng)自身約束的條件下，綜合電力市場(chǎng)價(jià)格因素，對(duì)整個(gè)發(fā)展系統(tǒng)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，盡量減少本源電力系統(tǒng)同外部電系統(tǒng)的功率交換活動(dòng)。同時(shí)，為了保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)順利運(yùn)行，還需要從根本上提高電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)功能，使得在進(jìn)行光存儲(chǔ)和特定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，能夠同時(shí)具備運(yùn)行能力和運(yùn)行速度，改善運(yùn)行質(zhì)量[2]。（如圖一智能微電網(wǎng)宏觀圖）

二、 智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)智能微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，不僅需要對(duì)信息進(jìn)行收集和采集，同時(shí)還要對(duì)控制裝置和自動(dòng)發(fā)電控制情況進(jìn)行密切監(jiān)視，保證控制裝置運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)還需要對(duì)電壓無(wú)功控制情況和黑啟動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)視，以保證運(yùn)行安全。在進(jìn)行信息采集和監(jiān)視控制時(shí)，需要采用MEMS對(duì)其進(jìn)行建設(shè)，它的使用可以有效，使得微電網(wǎng)內(nèi)部電源荷載情況數(shù)據(jù)得到及時(shí)的采集，并同時(shí)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)使用情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)視，以控制裝置整體使用情況。同時(shí)還能對(duì)相關(guān)電子信息數(shù)據(jù)進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)集成活動(dòng)，為微電網(wǎng)的運(yùn)行模式優(yōu)化和運(yùn)行調(diào)度情況優(yōu)化打下基礎(chǔ)。自動(dòng)發(fā)電控制不僅可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行模式下，對(duì)微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率進(jìn)行有效控制，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行模式下對(duì)相應(yīng)模塊的頻率進(jìn)行有效控制。這不僅可以消除再生能源功率輸出變動(dòng)，給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，同時(shí)還能保證電網(wǎng)運(yùn)行功率的穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，保證荷載的無(wú)差別變動(dòng)。在電壓進(jìn)行無(wú)功控制時(shí)，可以利用微電網(wǎng)中的無(wú)功控制設(shè)備以及電源的分布式狀況，對(duì)控制情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)檢測(cè)到問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可以利用整個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部的電壓和頻率進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)節(jié)，使得整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入安全穩(wěn)定運(yùn)行狀況。這就是黑洞進(jìn)行整體控制時(shí)，需要在整個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)入全黑狀態(tài)后才能進(jìn)行，此時(shí)僅僅通過(guò)微電網(wǎng)內(nèi)部的電源運(yùn)行，不僅可以逐步擴(kuò)大系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行范圍，同時(shí)還能對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的啟動(dòng)和程序工作帶來(lái)好處[3]。

在對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，不僅需要注意整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制情況，同時(shí)還需要注意對(duì)光伏功率系統(tǒng)的概率預(yù)測(cè)情況進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還需要對(duì)整個(gè)電網(wǎng)電力負(fù)載情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，使得各部分能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同工作的同時(shí)，提高工作質(zhì)量和工作效率。光伏功率預(yù)測(cè)主要是對(duì)光伏進(jìn)行輸出功率考察，以保證光伏輸出功率的穩(wěn)定性，同時(shí)可以被委定網(wǎng)后續(xù)運(yùn)行和運(yùn)轉(zhuǎn)，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以供參考，以最大程度地減少運(yùn)行過(guò)程中的不確定性變化和不利影響。在對(duì)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，不僅需要對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行歷史和運(yùn)行時(shí)間狀況進(jìn)行綜合分析，同時(shí)還需要對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷情況進(jìn)行規(guī)律性預(yù)測(cè)，方便模擬形態(tài)的建立，為后續(xù)運(yùn)行安全穩(wěn)定打下基礎(chǔ)[4]。（如圖二智能微電網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)圖）

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)發(fā)展和能源電力供應(yīng)行業(yè)的不斷進(jìn)步，不僅對(duì)能源電力行業(yè)發(fā)展帶來(lái)影響，同時(shí)還對(duì)電力供應(yīng)情況進(jìn)行越來(lái)越嚴(yán)格的質(zhì)量要求。此時(shí)，由于傳統(tǒng)電網(wǎng)公的使用不便和結(jié)構(gòu)復(fù)雜特性，其相應(yīng)使用缺陷不能完全滿足供電需要，這時(shí)微電網(wǎng)的使用和發(fā)展便會(huì)不斷趨于主流，因此，相應(yīng)企業(yè)單位應(yīng)及時(shí)對(duì)微電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)運(yùn)行投入精力給予足夠重視，為未來(lái)電業(yè)發(fā)展提供方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞興木，趙庭兵.智能微電網(wǎng)的保護(hù)與控制[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（4）：136-137.

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[3]王福祿，楊軍亮.智能微電網(wǎng)運(yùn)行控制的研究[J].上海電氣技術(shù)，2019，12（3）：7-10，60.

[4]朱優(yōu)優(yōu).智能微電網(wǎng)的保護(hù)和控制技術(shù)研究[J].電子制作2018.000（3）：40-41.85.

（作者單位：東方電子股份有限公司1

山東華聚能源股份有限公司趙樓綜合利用電廠2）