論面向主動式配網的微電網技術

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【摘要】在配電網中引進微電網技術，是建設智能電網的重要途徑，也是未來電網建設的主要發(fā)展趨勢。微電網技術的應用，給配電網的建設帶來了更多的便利，不僅能夠降低電網的供電成本，減少能耗，還能實現(xiàn)分布式電源的有效管理和對配電網有效調節(jié)與控制。因此，在主動式配電網中引入微電網，完善微電網相關工作有著重要的實際意義。本文主要闡述了微電網技術的優(yōu)點，分析了其在主動式配電網中的應用情況。

【關鍵詞】微電網技術；主動式；配電網；應用

電力行業(yè)是我國國民經濟發(fā)展的基礎。而隨著時代的進步，無論是生產還是生活方面，都對電力輸送提出了更高的要求。在這種情況下，傳統(tǒng)的配電網很難滿足更多的要求。尤其是在對間歇式能源的吸納方面，傳統(tǒng)的技術顯得無能為力。因而，將被動式電網轉化為主動式電網，采用新的技術，實現(xiàn)對大量間歇式能源進行主動管理和控制，就成為了當前電力系統(tǒng)急需解決的問題。微電網技術作為一種新的技術，其可以有效滿足配電網的這種發(fā)展需要。微電網技術在主動式配電網中的應用，不僅能夠有效提高配電網的工作效率，也能有效減少能耗，是我國能源及電力發(fā)展戰(zhàn)略的重要方向。

1.微電網技術概述

1.1微電網的概念

當前，不同國家對微電網的定義有著一定的差異。在我國，很多學者根據(jù)具體的國情，認為微電網主要是指具有分布式電源分派功能的特殊電網，這種特殊電網同時需要承擔該地區(qū)的中小型發(fā)電模式。從微電網的定義看，其與傳統(tǒng)電網的雖大區(qū)別，就在于其可以自主承擔發(fā)電任務，因而具有獨立運行的特點。

1.2微電網的特點分析

微電網主要通過分布式發(fā)電與儲存能量的融合而實現(xiàn)的，因而這種技術主要具有以下幾個特點：一是微電網接入大電網通常是以單點的方式接入。這樣，在電網端，其就能對發(fā)電負荷和單元進行有效控制，并且可以充分利用分布式電源的互補性質，使得對能源吸收的效率大幅提高，同時也會使得分布式電源受大電網的影響更??；二是在并網運行的模式下，除了主電網可以提供電能之外，微電網也能提供電能給負荷。并且，當電網發(fā)生故障的時候，或者電能質量不高的情況下，主電網運行時，微電網就能主動斷開，并能夠作為獨立的電網運行；三是微電網可以起到平衡能量的作用。微電網在運行過程中，其慣性很小，這樣，當分布式電網不能有效滿足實際電能需要時，通過儲存電能，微電網就能實現(xiàn)能量的平衡。四是微電網的運行方式更加靈活。微電網的運行模式既可以是并網運行，也可以是孤島運行。在并網模式下，對于負荷而言，其電能既可以來自上級電網，也可以來自微電網。而對于微電網而言，其不僅可以從上級電網獲得電能，也能將電能輸送給上級電網。此外，當電網電能質量不夠，或者其發(fā)生故障，微電網就能主動與其斷開，實現(xiàn)獨立運行。五是微電網的經濟效益好。微電網的主要優(yōu)勢之一就是能夠減少能耗，其對能源的利用率很高。因此，從環(huán)保和節(jié)能的角度看，微電網的效果更好，投資成本、運行成本和維護成本都很低，且能滿足用戶對電能的需求變化，其發(fā)展前景很廣闊，是電力行業(yè)發(fā)展的主要方向。

2.微電網技術在主動式配電網中的應用

2.1提高分布式能源的利用效率

微電網技術可以有效調節(jié)配電網中雙向電流的大小和方向，因而能夠對分布式電源進行柔性消納。這種對分布式電源功率的有效調節(jié)，可以在保證正常供電的情況下，將多余的能量輸送到其他電網中，也可以輸送到負荷或者微電網系統(tǒng)中。這種做法的優(yōu)點是，可以實現(xiàn)對電力資源的充分利用。因此，通過微電網技術的應用，主動式配電網可以有效提高分布式電源的利用效率，實現(xiàn)高效節(jié)能的效果。

2.2降低電網損耗

在傳統(tǒng)的配電網線路中，由于長距離輸電，往往會造成一定的電能損失。而微電網技術的應用，則可以降低電網的損耗。在配電網中，如果電源與儲能裝置分布不科學，就會影響到配電網潮流的分布，使得電量損耗很難得到控制。所以，對于主動式配電網而言，如何實現(xiàn)對分布式電源和儲能裝置，以及負荷的合理分布至關重要。微電網技術的優(yōu)勢在于，其可以對電網的運行模式進行優(yōu)化，從而可以對潮流進行有效調節(jié)，進而實現(xiàn)降低配電網的電能損耗。

2.3提高配電網電壓質量

在主動式配電網中，由于存在很多的分布式電源和儲能裝置，并且負荷也有很多，這就使得配電網的電壓分布不穩(wěn)定，處在不斷變化的過程中。并且，多數(shù)情況下，這種電壓的變化是沒有規(guī)律的。這就容易導致電壓質量不高，進而會直接影響到配電網中設備的壽命。所以，對主動式配電網的電壓穩(wěn)定性進行控制尤為重要。微電網技術的應用，可以具備電壓協(xié)調控制功能，能夠對分布式電源和儲能裝置的參數(shù)進行控制，使得主動式配電網接口處的電壓得到有效控制，從而能夠減少電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生的概率。

2.4提高主動式配電網的可靠性

對于配電網工作，由于受到功率雙向流動的影響，潮流分布存在很大的不確定性。同時，分布式電源并網使用，也會影響到配電網的可靠性。而當微電網和主動式配電網并網運行時，就可以對用電質量和用電需求進行有效保障。并且，當運行中發(fā)生故障時，微電網也可以轉為獨立運行狀態(tài)，從而能夠保證供電的連續(xù)性。此外，微電網也會避免因為檢修或電網故障而引起的斷電現(xiàn)象。所以，微電網技術的應用，也能提高主動式配電網的可靠性。

2.5降低主動式配電網的管理難度

由于分布式電源分布分散，控制性能又弱，因此，在保證對用戶正常供電和經濟用電等情況下，就使得配電網的運行管理難度加大，配電網的能量信息也很難控制。微電網技術則可以對分布式電源和負荷進行有效整合。而且，微電網可以作為智能單元接入主電網，從而能夠降低對分布式電源和負荷的控制難度。此外，微電網還可以保證電網運行的穩(wěn)定性，提高電網的經濟性，并能對主動式配電網中的能量傳輸進行調控。只需要通過對微電網的監(jiān)控，就能將信息傳遞給控制系統(tǒng)，這樣就能有效降低主動式配電網的管理難度。

3.微電網的問題及解決對策分析

盡管微電網有著很多方面的優(yōu)勢，并且有著非常廣闊的應用前景。但作為一種新的技術，微電網在應用中仍然會存在一定的問題。

3.1電能質量問題

微電網的電能質量問題主要表現(xiàn)在高電壓、諧波污染和頻率/電壓閃變等方面。由于配電網上存在很多負荷，因此，沿著線路，節(jié)點電壓會逐漸下降。而當饋線與分布式電源相接后，系統(tǒng)電壓降落就會減小。尤其是在負荷減小的情況下，分布式電源接入處的電壓就達到極大值，有時候還會超過電壓允許波動的范圍，這就會出現(xiàn)高電壓的問題。對于這類問題，通常需要限制分布式發(fā)電系統(tǒng)的注入功率，并需要通過分布式發(fā)電系統(tǒng)的接口裝置對出口電壓進行調節(jié)。微電網中需要應用到很多的電子器件，而這些電子器件就會帶來諧波，諧波的振幅就會對配電網中的電壓穩(wěn)定性產生影響，破壞原來的電壓波形，造成諧波污染。針對這種問題，一般都是安裝諧波補償裝置，或者開發(fā)出性能更好的電子器件。在微電網中，分布式電源存在不可控性和間歇性，同時，電子器件的大量使用也導致系統(tǒng)慣性降低。因此，當用戶能量需求發(fā)生變化的瞬間，分布式電源就無法及時滿足用戶負荷需求。這種時候，就會出現(xiàn)頻率/電壓閃變，并對系統(tǒng)產生沖擊。這種問題的解決措施，一般是對分布式電源進行獨立回路供電或者安裝分布式儲能裝置。

3.2微電網控制及管理問題

微電網控制及管控問題主要表現(xiàn)在并/離網控制和能量管理兩個方面。對于微電網而言，對其合理控制是最大利用能源的有效保證，也是實現(xiàn)能量優(yōu)勢互補的重要基礎。因此，在實際運用中，微電網應該保證無論是在并網模式下，還是在獨立運行模式下，各個節(jié)點的電壓和頻率都應該具有很高的穩(wěn)定性。并且，微電網控制也需要注意電源與負荷之間暫時功率的差額的平衡，并能根據(jù)系統(tǒng)需要，實現(xiàn)與主電網分離、并列以及過度運行的自主性。能量管理是微電網使用優(yōu)勢發(fā)揮的關鍵。隨著技術的不斷發(fā)展，微電網的能量控制多是采用分散式控制方法。這種能量控制方法盡管可以提高系統(tǒng)用電的靈活性，但是，對于微電網而言，其能量控制也還有很大的改進空間。一方面，微電網的能量管理需要綜合考慮間歇性電源，也要考慮到可控負荷在時間和空間上存在的不確定性。另一方面，對于微電網而言，單一儲能技術已經很難滿足經濟性和技術性的需要，所以，采用多種儲能技術的配合使用成為了微電網能量管理的主要方向。而這也正是微電網能量管理的難點所在。

4.結論

微電網技術作為智能電網建設的重要技術，其在主動式配電網方面有著非常廣闊的應用前景。微電網技術不僅能夠提高主動式配電網的穩(wěn)定性和可靠性，也能有效提高分布式電源的利用效率，減少配電網的電能損耗。所以，這種技術不僅具有成本低、管理便捷、可靠性高和靈活性好的優(yōu)點，更是能夠滿足節(jié)能環(huán)保的發(fā)展需要，代表著未來電力技術發(fā)展的重要方向。未來，隨著微電網技術的進一步改進和應用，其使用范圍也將不斷推廣，并能有效促進我國電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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作者:黃禮祥 單位:國網安徽省電力公司淮北供電公司