微電網技術應用解析

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摘要：目前，微電網技術已成為智能化電網建設中最關鍵的技術之一。該技術在我國的發(fā)展受智能電網能源需求的影響深遠，且與分布式發(fā)電技術密切相連。文章對微電網關鍵性技術及其應用進行了研究。

關鍵詞：微電網技術；智能電網；儲能電站

0前言

微電網是分布式發(fā)電的一種網絡結構，是由電力負荷、電力裝置以及分布式電源共同構成，屬于一種全新的發(fā)配電力系統(tǒng)，它既可以作為電力系統(tǒng)單獨運行，還可以并網運行，有效的將分布式電源并網問題轉化成可控性的微電網并網問題，為電網質量及其安全穩(wěn)定運行提供保障。

1微電網關鍵性技術

1.1優(yōu)化設計

一般需在保證電網穩(wěn)定運行的基礎下，通過對電源配置和系統(tǒng)結構的優(yōu)化選擇，從而實現最小化投資和電網穩(wěn)定運行的基本目標。

1.1.1分析負荷需求及其可再生性資源

主要是對可再生性電力負荷及能源的空間和時間分布進行精準判斷，為系統(tǒng)優(yōu)化設計提供可靠支持。該分析屬于一項基礎性工作，主要是結合歷史數據和光照風速的負荷統(tǒng)計結果，并借助其實際的變化信息，實現模擬目標。

1.1.2建模

首先，確定決策變量，一般包括分布式電源的安裝位置、數量、容積以及種類等等。此外，微電網的控制參數變量及其控制措施也可被作為決策變量。其次，建立目標函數，在此環(huán)節(jié)中需重點考慮環(huán)保性、可靠性以及經濟性三種優(yōu)化目標。優(yōu)化設計過程中，需權衡好三者之間的關系。最后，約束條件，其建立主要是依據分布式電源的運行控制條件以及微電網系統(tǒng)，包括爬坡率限制、出力限制、電功率約束等等[1]。

1.1.3優(yōu)化算法

通過電網優(yōu)化設計數學模型可知，該設計屬于一種非線性問題，故國外的研究學者將進化規(guī)劃法、模擬退火算法以及遺傳算法等應用其中，相對于傳統(tǒng)算法而言，優(yōu)化算法具有計算效率好、時間快、精準性高等優(yōu)勢。

1.2運行控制

它是微電網技術中的熱點、核心問題，其與傳統(tǒng)的電網控制不同，主要是與分布式電源的功率輸出特點、滲透深度以及種類等相關。傳統(tǒng)控制方式已不適應現展要求，需建立一套科學、完善的機制，對系統(tǒng)內部各個單元運行狀況進行控制，從而保證電網的安全穩(wěn)定運行。

2應用微電網技術需解決的問題

2.1儲能

微電網內部結構決定了分布式電源的間歇性，由于其內部電能量分布極不均勻，需在微電網中加入一定量的儲能裝置，進行能量存儲，以便積極應對潮流問題。第一，通常要求數量級在15F以上。第二，放電能力強，從而滿足快速補償的實際需求。第三，工作壽命長，維修簡單，成本低廉，且使用安全。隨著科學技術的不斷發(fā)展，儲能方式越來越多,例如，燃料電池、儲能裝置、超級電容等。其中，超級電容技術的發(fā)展十分迅速，并憑借其超強的反應能力，擁有了比較好的應用前景

2.2控制

通過對電網結構進行分析，微電網高質量的供電服務，以及靈活的運行方式，離不開其完善的控制系統(tǒng)，但其中的控制問題也是微電網技術研究中的一個重點和難點問題。其中一個難點在于，微電源數目太多，很難通過一個中心控制點，對整個系統(tǒng)進行控制，一旦系統(tǒng)中任意一個控制元件出現問題，將直接導致整個系統(tǒng)癱瘓，而無法進行正常工作，因此，在進行微電網控制的過程中，需對電網運行中的突發(fā)事件進行控制，并做出及時反應，例如停電，故障，跌落等問題，發(fā)動機便可利用本地信息，轉換成獨立運行的方式，而并非像傳統(tǒng)方式中由電網統(tǒng)一進行調控。

2.3保護

現代微電網保護技術，與傳統(tǒng)方式存在很大不同，主要表現在以下兩個方面：第一，潮流的雙向流通；第二，微電網在獨立運行和并網運行這兩種工作模式下，電流的大小會存在很大差異，但在上述兩種情況下均可對微電網的內部故障進行調控，并保證保護工作的靈活性、快速性、選擇性、和可靠性。

2.4預測

需對電網的各個單元輸出功率進行預測，為后期的調度和管理工作提供便利條件。目前，對于太陽能、風能而言，其發(fā)電輸出功率的預測主要分為以下幾種方式：智能學習法、統(tǒng)計方法、物理方法。其中物理方法可以通過天氣預報等，進行短期的預測工作；統(tǒng)計方法主要針對于中期預測，可通過大量長期積累的數據信息進行分析和統(tǒng)計；而通過智能學習法，便可隨時更新和修改預測模型。

3總結

分布式電源集群并網問題促使著傳統(tǒng)電網改革，而隨著光伏屋頂計劃、售電側改革的不斷深入，客戶用電方式發(fā)生了翻天覆地的變化，為了滿足客戶用電需求，隨之出現了微電網技術，其可將分布式電源多余電量傳遞給大電網，實現電源的協(xié)調管理，為電網智能化發(fā)展提供了良好的技術支持。

參考文獻

[1]蘇玲,張建華,王利,苗唯時,吳子平.微電網相關問題及技術研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2010(19).

[2]鄭漳華,艾芊.微電網的研究現狀及在我國的應用前景[J].電網技術.2008(16).

作者:孫栗 單位:國網浙江海寧市供電公司