淺談技工院校智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究

陶承亮

摘要：首先闡述了技工院校智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的研究內(nèi)容，通過討論智能電網(wǎng)的基本概念和主要技術(shù)特征等問題，分析智能電網(wǎng)現(xiàn)狀，探討了智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢及前景，包括特高壓電網(wǎng)、微電網(wǎng)、智能計量、數(shù)字化電站，智能電網(wǎng)作為一項(xiàng)新興的電力技術(shù)，將成為世界主流國家電力工業(yè)發(fā)展的趨勢，其次介紹了智能微電網(wǎng)在技工院校開展的重要性，分析了智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在實(shí)踐教學(xué)人才培養(yǎng)中的重要作用，對于新能源技術(shù)的推廣具有重要的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：智能微電網(wǎng);新能源;實(shí)驗(yàn);智能計量

智能電網(wǎng)這一概念最早可能是美國能源部的一個團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的。但隨后美國能源部指出，目前的電網(wǎng)并不是“愚蠢的”，智能電網(wǎng)只是將電網(wǎng)中智能的部分?jǐn)U大化，從與消費(fèi)者單純的供需關(guān)系變?yōu)楦又苯拥呐c消費(fèi)者進(jìn)行交互，精確自動化的預(yù)測發(fā)電量并對電量進(jìn)行分配。與傳統(tǒng)的集中供電方式比較，分布式發(fā)電因運(yùn)行方式靈 活、更加接近用戶側(cè)、就地消納清潔新能源等優(yōu)勢而受到普遍關(guān)注。 智能微電網(wǎng)作為一種分散獨(dú)立的供能系統(tǒng)，集成了先進(jìn)的電力技術(shù)。其容量相對較小，接近用戶側(cè)，將分布式電源、 相關(guān)負(fù)荷、儲能器件和監(jiān)控保護(hù)裝置等器件有機(jī)結(jié)合，形成了一種單一可控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)孤島運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行之間的平滑切換;就近向用戶進(jìn)行供電，減少輸電線路的損耗，有效防御上級電網(wǎng)故障帶來的影響。當(dāng)上級電網(wǎng)的電能質(zhì)量不能滿足要求或者產(chǎn)生故障時，智能微電網(wǎng)可切換為孤島模式運(yùn)行，以保證自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究內(nèi)容

① 智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的整體設(shè)計包括智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的硬件平臺建設(shè)和力控監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計。

② 智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究?；诮ㄔO(shè)的智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對微電網(wǎng)相關(guān)的電力電子技術(shù)進(jìn)行研究。

③ 智能微電網(wǎng)內(nèi)部存在大量的非線性負(fù)載，會有導(dǎo)致微電網(wǎng)內(nèi)部的電能質(zhì)量下降的可能，此時同時在離網(wǎng)狀態(tài)時孤島模式下運(yùn)行時，智能微電網(wǎng)的頻率也會出現(xiàn)一定的偏差。在這其中會運(yùn)用到大量的的電力電子技術(shù)，能夠提升微電網(wǎng)的電能運(yùn)行質(zhì)量，提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率， 縮小微電網(wǎng)的頻率偏差。

④ 智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在我校教學(xué)建設(shè)中的應(yīng)用。

通過智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系的建設(shè)以及對智能微電網(wǎng)技術(shù)這么專業(yè)的研究，推廣新能源技術(shù)的新知識，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，推動以學(xué)生為主體的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的實(shí)施，加快智能微電網(wǎng)技術(shù)、電氣工程、機(jī)電一體化、通信工程、計算機(jī)等專業(yè)的技術(shù)類課程的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)和課程改革，讓學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案與步驟， 鼓勵創(chuàng)新。

2.智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)方法

智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)為新能源發(fā)電技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用提供理論及實(shí)踐依據(jù)，同時給學(xué)生學(xué)習(xí)智能微電網(wǎng)新技術(shù)提供平臺支撐。智能微電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)集新能源、高壓變電、繼電保護(hù)、配電技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體， 滿足“自動控制原理”“電機(jī)與拖動”“電力系統(tǒng)分析”“電力系統(tǒng)自動化”“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”“供配電技術(shù)”“新能源技術(shù)”等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求;可開展電力電子技術(shù)設(shè)計、光伏電站設(shè)計、風(fēng)能電站設(shè)計、水電站電氣設(shè)計、變電所電氣設(shè)計、 變電所繼電保護(hù)配置、一次設(shè)備安全運(yùn)行等畢業(yè)設(shè)計;學(xué)生可依托該平臺開展創(chuàng)新性、開放新綜合實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目研究。

通過智能微電網(wǎng)科研實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)，可為學(xué)生提供一個較為真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生對光伏電站，風(fēng)力發(fā)電等新能源技術(shù)中的電氣部分，包括從系統(tǒng)的運(yùn)行原理、設(shè)備的安裝調(diào)試、維護(hù)維修、實(shí)際運(yùn)行控制等產(chǎn)生一個整體的概念。將學(xué)生所學(xué)習(xí)過的相關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行融會貫通，并將其應(yīng)用到實(shí)踐中去，積極培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程觀念、分析問題與解決問題的能力，努力提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)及崗位競爭綜合能力。

3.智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)系統(tǒng)能夠?qū)⒅悄芪㈦娋W(wǎng)的建設(shè)運(yùn)用于校園中，結(jié)合學(xué)校實(shí)際提出智能微電網(wǎng)建設(shè)方案，打造智能微電網(wǎng)高校。 最終不僅建成智能微電網(wǎng)，同時也將智能微電網(wǎng)高校建設(shè)成一個超大規(guī)模的智慧能源“實(shí)驗(yàn)室”。

（2）在智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，因地制宜地探索各類分布式能源和智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，提高新能源技術(shù)的科研水平，不斷提高和改進(jìn)各種分布式發(fā)電的設(shè)備性能和工作運(yùn)行效率，降低智能微電網(wǎng)中分布式發(fā)電的成本，形成具有區(qū)域特點(diǎn)的能夠復(fù)制的典型模式，逐步將微電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行推廣并不斷擴(kuò)大，能夠覆蓋到包括辦公樓、住宅、學(xué)校、賓館、福利院、療養(yǎng)院、商店、飯店、醫(yī)院、體育館等多種場所。

（3）智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)系統(tǒng)的建設(shè)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重注重提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)， 堅持學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位。實(shí)行開放式管理模式，并將大學(xué)生科技創(chuàng)新活動納入實(shí)踐教學(xué)體系，通過開放共享，使現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的效益得到最大限度地發(fā)揮，為今后走上工作崗位，從事與新能源發(fā)電技術(shù)有關(guān)的工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)語

世界各國都在積極發(fā)展智能電網(wǎng)系統(tǒng)。通過討論智能電網(wǎng)的基本概念和主要技術(shù)特征，分析智能電網(wǎng)現(xiàn)狀，虛擬同步電機(jī)技術(shù)，配電網(wǎng)接地保護(hù)與繼電保護(hù)，雙向充電技術(shù)，電轉(zhuǎn)氫氣儲能分段等問題。探討了智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢及前景，包括特高壓電網(wǎng)、微電網(wǎng)、智能計量、數(shù)字化電站，以及柔性輸電。智能電網(wǎng)作為一項(xiàng)新興的電力技術(shù)，將成為世界主流國家電力工業(yè)發(fā)展的趨勢，智能電網(wǎng)為中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加穩(wěn)定可靠的電力保障。能源發(fā)展在我國正在發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化，朝著更環(huán)保的能 源結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。技工院校智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的目標(biāo)是智能、低碳、節(jié)能、環(huán)保，智能微電網(wǎng)象征著未來能源發(fā)展的主要趨勢，是推動能源發(fā)展的主要載體，是實(shí)施能源發(fā)展 的主要舉措，對于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

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