智能微電網(wǎng)淺析

張瑞嘉

【摘 要】微網(wǎng)可作為輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)之后的第三級(jí)電網(wǎng)；相比目前的大電網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。通過(guò)建立微網(wǎng)可以使得分布式發(fā)電應(yīng)用于電力系統(tǒng)并發(fā)揮其最大的潛能。

【關(guān)鍵詞】智能微電網(wǎng)

當(dāng)今社會(huì)，智能電網(wǎng)的發(fā)展越來(lái)越受重視，許多國(guó)家和地區(qū)都投入大量的資金與資源進(jìn)行科學(xué)研究與工程試驗(yàn)。而微網(wǎng)作為智能配電網(wǎng)的重要組成部分，也必然的受到了許多國(guó)家的重視與推廣。

基于微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)調(diào)整能夠方便大規(guī)模的分布式能源互聯(lián)并接入中低壓配電系統(tǒng)，提供了一種充分利用分布式能源發(fā)電所機(jī)制。

微網(wǎng)可作為輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)之后的第三級(jí)電網(wǎng)；相比目前的大電網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。通過(guò)建立微網(wǎng)可以使得分布式發(fā)電應(yīng)用于電力系統(tǒng)并發(fā)揮其最大的潛能。

智能微網(wǎng)是分布式電源的重要的組成形式，它是指將各種不同類(lèi)型的分布式電源和儲(chǔ)能裝置，通過(guò)一定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)連接起來(lái)形成一個(gè)微型電網(wǎng)系統(tǒng)。微網(wǎng)既可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器（或者又可稱(chēng)公共耦合點(diǎn)，Point of Common Couple， PCC）與主網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，也可斷開(kāi)聯(lián)絡(luò)變壓器孤島運(yùn)行，即我們通常說(shuō)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行與孤島運(yùn)行。微電網(wǎng)可以極大的提高微網(wǎng)運(yùn)行的靈活性。另一方面，通過(guò)控制聯(lián)絡(luò)變壓器的功率傳輸，可以減少微網(wǎng)接入對(duì)主網(wǎng)的影響，并且可以充分利用微網(wǎng)內(nèi)的分布式電源，提高小型電源的利用率，特別是目前備受關(guān)注的新型清潔能源發(fā)電，如風(fēng)電，光伏發(fā)電等。圖1為微網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)圖。

由圖所示，該結(jié)構(gòu)由多個(gè)分布式電源，如燃料電池，微型燃?xì)廨啓C(jī)，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組組成，并且分為了A、B、C三條饋線，同時(shí)將負(fù)荷分為敏感負(fù)荷、可調(diào)節(jié)負(fù)荷和非敏感負(fù)荷。A饋線接了敏感負(fù)荷，由熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供電，并且為附近的熱負(fù)荷提供能量；B饋線接了可調(diào)節(jié)負(fù)荷，由微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池供電；C饋線接了非敏感負(fù)荷，沒(méi)有電源支撐，直接由配電網(wǎng)供電。三條饋線都有靜態(tài)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，能量管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)功率平衡條件調(diào)節(jié)分布式電源的出力，若滿足不了頻率穩(wěn)定要求，則考慮切斷非敏感負(fù)荷，即C饋線；敏感負(fù)荷（重要負(fù)荷）由出力較為穩(wěn)定的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組提供，可以保證其用電可靠性，并且還能提供熱能；可調(diào)節(jié)負(fù)荷由調(diào)節(jié)性能較好的微型燃?xì)廨啓C(jī)組和燃料電池配合提供電能，可維持相應(yīng)負(fù)荷的供電可靠性。

結(jié)合工業(yè)園區(qū)的實(shí)際情況與西門(mén)子的benchmark模型，筆者初步提出了一個(gè)適用于工業(yè)園區(qū)的智能微電網(wǎng)模型。如圖2所示。

由圖中可以看出，設(shè)計(jì)的這個(gè)微電網(wǎng)包含了風(fēng)、光、燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、常規(guī)負(fù)荷和可中斷負(fù)荷。設(shè)計(jì)要求是：當(dāng)QF1斷路器斷開(kāi)時(shí)，微電網(wǎng)能夠孤島運(yùn)行；當(dāng)工業(yè)園區(qū)里面的負(fù)荷過(guò)大時(shí)，可通過(guò)10kV配電網(wǎng)向微網(wǎng)輸送電能，亦可通過(guò)切斷可中斷負(fù)荷的方式使微電網(wǎng)保持頻率的穩(wěn)定；當(dāng)QF6斷路器斷開(kāi)時(shí)，風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)能夠獨(dú)立孤島運(yùn)行。

當(dāng)微網(wǎng)負(fù)荷增大到工業(yè)園區(qū)的多種分布式能源不能滿足其用電需求時(shí)，在由外部電網(wǎng)對(duì)其輸送功率；當(dāng)工業(yè)園區(qū)的多種分布式能源的出力大于負(fù)荷需求時(shí)，多出的能量可以轉(zhuǎn)到儲(chǔ)能裝置，或者減少多種分布式能源的出力。

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