微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用分析

凌智琛

【摘 要】微電網(wǎng)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型電力技術(shù)，將燃?xì)廨?、風(fēng)電、光伏發(fā)電、燃料電池和儲(chǔ)能設(shè)備等拼裝在一起，并接入一側(cè)用戶，有效解決了普通電網(wǎng)技術(shù)的問(wèn)題。本文主要就微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】微電網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用分析

一、微電網(wǎng)概況

（一）微電網(wǎng)產(chǎn)生的背景

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)在飛速進(jìn)步與發(fā)展，與此同時(shí)也加快了推動(dòng)了人們對(duì)電的大量需求，電網(wǎng)的建設(shè)也在不斷的擴(kuò)大，大電網(wǎng)建設(shè)時(shí)也發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，建設(shè)費(fèi)用成本較高，人為運(yùn)行難度系數(shù)大等，用戶在對(duì)電力的要求也暴露了極大的問(wèn)題，如電力的高要求、電力的可靠性和對(duì)電力的需求等也存在諸多問(wèn)題。一些發(fā)達(dá)國(guó)家近幾年來(lái)發(fā)生了諸多大面積停電，這充分暴露了大電網(wǎng)的漏洞與脆弱。而分布式發(fā)電就解決了諸多問(wèn)題，它相比傳統(tǒng)電力而言，可靠性高、清潔方便和高?？炷?。分布式電源位置也具有靈活和分散性特點(diǎn)，它可以減少電網(wǎng)升級(jí)改造的高額費(fèi)用，可以和電網(wǎng)的相互輔佐進(jìn)一步提高用電的穩(wěn)定性和可靠性。因此，有些發(fā)達(dá)國(guó)家開始對(duì)分布式發(fā)電系同展開研究。到目前為止發(fā)現(xiàn)，分布式電源單機(jī)成本高，操作難。為了減少分布式對(duì)普通電網(wǎng)的沖擊，應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，分布式電源要退出大電網(wǎng)，這正好限制了其自身的優(yōu)勢(shì)。為了解決諸多不利，做到積極作用的充分發(fā)揮，比較好解決的方案就是使用微電網(wǎng)。

（二）微電網(wǎng)的定義

微電網(wǎng)是由其負(fù)荷與微電源構(gòu)成，是一種小規(guī)模的分散性獨(dú)立系統(tǒng)。先進(jìn)電力技術(shù)被它充分利用，它將燃?xì)廨?、風(fēng)電、光伏發(fā)電、燃料電池和儲(chǔ)能設(shè)備等拼裝在一起，并接入一側(cè)用戶。在大電網(wǎng)中的微電網(wǎng)可以當(dāng)做可控單元，在數(shù)秒內(nèi)它可行動(dòng)，并提供了電域的供電的可靠性、降低損耗、穩(wěn)定電壓，同時(shí)可以提供不斷電源和滿足用戶的一些要求。光伏發(fā)電、風(fēng)能或者燃料電池等微電源是微電源所包括的，微電影也可提供連接熱負(fù)荷，并為用戶提供熱源。

二、發(fā)展微電網(wǎng)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（一）微電網(wǎng)與現(xiàn)有配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

微電網(wǎng)和有配電網(wǎng)共同發(fā)展，現(xiàn)有配電網(wǎng)要全新改造和配電網(wǎng)的全新建設(shè)。如現(xiàn)代的科技園就開始引入了太陽(yáng)能發(fā)電分布式的理念，保持與原來(lái)配電網(wǎng)的聯(lián)系，這使微電網(wǎng)的特征突顯。但許多配電網(wǎng)的用戶都要實(shí)現(xiàn)供電，所有對(duì)現(xiàn)在供電網(wǎng)絡(luò)方式改造的技術(shù)問(wèn)題難度較大。

（二）微電網(wǎng)技術(shù)

目前微電網(wǎng)也存在著問(wèn)題，有許多要進(jìn)一步研究和突破的技術(shù)難題，這包括新能源發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)和通信技術(shù)等。

1.電力電子控制裝置

靈活運(yùn)行是微電網(wǎng)的主要運(yùn)行方式，是在先進(jìn)的電力電子接口基礎(chǔ)上的，微電網(wǎng)可以同時(shí)靈活插入主網(wǎng)，還可以使各個(gè)微電源實(shí)現(xiàn)“即插即用”。

2.儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)

微電網(wǎng)的儲(chǔ)能裝置是不可缺少的重要設(shè)備，它可以取長(zhǎng)補(bǔ)短提高歇式能源的利用效率。我國(guó)也研制出了類似的設(shè)備，如650 Ah鈉硫電池單體、100 kW/200 kW的全釩液流電池系統(tǒng)等。與此同時(shí)，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用也取得了很大的成效。

3.協(xié)調(diào)繼電保護(hù)和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

微電網(wǎng)的保護(hù)方法之所以有異于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護(hù)方法，關(guān)鍵在于微電網(wǎng)具有多電源特性，導(dǎo)致兩者存在很大的差異，它關(guān)鍵的難點(diǎn)就是當(dāng)潮流的并網(wǎng)、雙向流動(dòng)及孤立運(yùn)行時(shí)，短路容量所發(fā)生變化的方面。所以，在低壓側(cè)集中無(wú)功補(bǔ)償這一點(diǎn)上，傳統(tǒng)配電網(wǎng)變得不再適用于微電網(wǎng)。

4.監(jiān)測(cè)技術(shù)

由于微電網(wǎng)構(gòu)造特別，顛覆了傳統(tǒng)配電網(wǎng)供電的方式，所以，高效管理微電網(wǎng)的根本便是使用優(yōu)秀的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

（三）微電網(wǎng)的仿真試驗(yàn)及示范應(yīng)用

微電網(wǎng)試驗(yàn)與仿真的工作，大體包含了研究數(shù)字仿真與物理建模仿真接口、數(shù)字仿真技術(shù)研究、以及開發(fā)數(shù)字仿真與物理動(dòng)模仿真混合仿真等項(xiàng)目，建設(shè)示范工程，就是微電網(wǎng)通往實(shí)際應(yīng)用的必經(jīng)之路和試金石。

三、我國(guó)微電網(wǎng)應(yīng)用展望

微電網(wǎng)擁有的眾多好處將能有效填補(bǔ)大電網(wǎng)的不足。它所特有的運(yùn)行方式除了實(shí)現(xiàn)電力用戶眾的種種需要，還能確保在極端條件下持續(xù)的電能供給。在未來(lái)，分布式能源技術(shù)勢(shì)必將成為國(guó)家之選，然而分布式能源入網(wǎng)目前尚有許多問(wèn)題，現(xiàn)如今我國(guó)已在全力開發(fā)光伏及風(fēng)電等分布式能源，相信有了微電網(wǎng)，大電網(wǎng)與分布式能源二者的沖突將不在話下。

在我中國(guó)眾多的中小城市及偏遠(yuǎn)地帶，存在著部分污染嚴(yán)重、損耗巨大、效率低下、運(yùn)行費(fèi)用高昂等諸多問(wèn)題的小水電及火力發(fā)電等在內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組，他們將被“上大壓小”，拆除或者停運(yùn)。我們可以大可以深挖這些機(jī)組的功能，組裝成為微電網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦倮?。而在政策法?guī)方面，我國(guó)目前已制定了部分推廣建設(shè)微電網(wǎng)的有效政策，例如采用價(jià)格優(yōu)惠及新能源與可再生能源優(yōu)先上網(wǎng)等系列的政策。

參考文獻(xiàn)：

[1]張明銳，杜志超，黎娜，陳潔.高壓微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)頻率穩(wěn)定控制策略研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào).2012（25）

[2]蘇玲，張建華，王利，苗唯時(shí)，吳子平.微電網(wǎng)相關(guān)問(wèn)題及技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2010（19）