微電網(wǎng)技術(shù)在智能型變電站中的運用

鄭開心

摘要：本文簡單的介紹微電網(wǎng)相關(guān)的原理，并以這些原理作為基礎(chǔ)，根據(jù)智能變電站所擁有的特性，來設(shè)計一種智能化的微電網(wǎng)變電站。通過這種智能化的微電網(wǎng)變電站，可以達到減少建設(shè)投資且充分的利用資源的目的。除了可以將效益最大化，還可以鞏固了整個系統(tǒng)的安全性和可靠性?？梢哉f，智能化的微電網(wǎng)變電站是一種極具意義的用電系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；智能變電站；用電系統(tǒng)

1、微電網(wǎng)技術(shù)簡介

想要設(shè)計出一套功能強大的智能化微電網(wǎng)變電站，首先要對微電網(wǎng)技術(shù)有一定的了解。微電網(wǎng)技術(shù)最早是西方的學(xué)者提出來的，進入電氣化時代以來，社會不斷進步，人們對電能源的需求越來越大，如何滿足大規(guī)模的用電需求，如何管理大規(guī)模的用電，如何提高能源的利用率，為了解決這一問題，微電網(wǎng)技術(shù)被人提出。雖然我國在微電網(wǎng)方面的起步較晚，可是隨著國家的強盛，我國的微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展速度十分迅猛，現(xiàn)已是微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展比較先進的國家之一。我國根據(jù)國情的特點，有目標的開展了很多微電網(wǎng)項目和試驗機構(gòu)，其中最有代表性的就是安徽的河瀝變電站采用的微電網(wǎng)技術(shù)通過使用。這一舉措意味著在未來我國的微電網(wǎng)技術(shù)將走向蓬勃的發(fā)展，成為我國供電行業(yè)的一項支柱型技術(shù)。

1.1微電網(wǎng)技術(shù)適配變電站

我們可以將微電網(wǎng)劃分為四大結(jié)構(gòu)，即負荷、通訊結(jié)構(gòu)、儲能結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)源結(jié)構(gòu)。負荷又分為很多的種類，運用于智能化變電站的負荷主要指電動機的負荷和抗阻的負荷。而電網(wǎng)源有包含了光能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和地?zé)崮馨l(fā)電等多種發(fā)電方式。在通訊結(jié)構(gòu)方面，微電網(wǎng)的有點在于它的通訊結(jié)構(gòu)都相對完善，由三個部分控制，即中央控制器、負荷控制器和源控制器，三個層次的控制器相互配合調(diào)整，使得微電網(wǎng)技術(shù)的通訊十分有條理。

微電網(wǎng)技術(shù)根據(jù)電源類型的不同可以劃分為直流、交流和混合式微電網(wǎng)。一般來講，變電站和工廠所使用的電源是交流電，一些用于交流和控制的使用的是直流電。而微電網(wǎng)的作用就是將不同類型的電源相互轉(zhuǎn)換，把光能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電獲取的能源以直流電母為通道進行傳輸和轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)不同來源的電能和不同種類的電源需求得到快速的滿足。在這一技術(shù)中，最為核心的一個原件就是直流母線，它的存在可以實現(xiàn)快速的電源轉(zhuǎn)化，同時節(jié)省了很多的資金投入。

1.2微電網(wǎng)發(fā)電站的控制

微電網(wǎng)可以執(zhí)行并網(wǎng)或是獨立的運行兩種不同的模式。在微電網(wǎng)執(zhí)行并網(wǎng)運行的過程中，它的主要功能是解決電能的短缺問題，根據(jù)不同的用電情況適時的調(diào)節(jié)電壓，在特殊情況下提供緊急用電。在這樣的運行模式下，微電網(wǎng)的電壓和頻率是有主電網(wǎng)來提供的。一旦主電網(wǎng)出現(xiàn)問題，比如電能不足或是超負荷，微電網(wǎng)就會切斷和主電網(wǎng)的連接，然后經(jīng)過一個緩沖進入到獨立運行模式。在獨立運行模式中，維持負荷和電壓穩(wěn)點，保持輸出這些工作都是由微電網(wǎng)來承擔(dān)的，這就要求微電網(wǎng)有足夠的條件保障自身的頻率和電壓達到穩(wěn)定值。

1.3微電網(wǎng)發(fā)電站的控制模型

微電網(wǎng)的控制模型可以簡單地劃分為對等控制模型和主控制模型。對等控制模型就意味著每個控制器之間不存在等級之分，每個控制器各自執(zhí)行自己的任務(wù)。相對應(yīng)的主控制模型就有主次的劃分。在主控制模型中，會有一個微電網(wǎng)院作為整個模型的主控制器，負責(zé)控制電壓和頻率的穩(wěn)定，而其他的控制器則作為從控制器，協(xié)助主控制器進行運行工作。

2、智能化變電站的特性

首先，智能化變電站與一般的變電站不同點在于智能化變電站要具有信息數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)信息傳播、網(wǎng)絡(luò)智能操作、全自動采集信息、全自動數(shù)據(jù)分析和設(shè)備監(jiān)控與維護等功能。

其次，智能化變膽戰(zhàn)的系統(tǒng)層次更加的復(fù)雜，由間隔層、過程曾和站控層三個層級共同組成。每個層次都有其相對應(yīng)的設(shè)備和功能，各個區(qū)域分工合作相互配合，最終達到整個智能化點電站的全自動化運行。在三個層次中值得關(guān)注的是站控層，站控層中的很多輔助系統(tǒng)都可以運用到電網(wǎng)系統(tǒng)中去，這樣一來，一部分系統(tǒng)就可以反復(fù)利用，給智能化變電站的建設(shè)節(jié)約了很多的成本。

2.1智能化變電站的負荷情況

智能化變電站對直流電的穩(wěn)定性要求很高，由于智能化變電站電網(wǎng)系統(tǒng)的三個層次之間需要大量的信息傳輸，這需要使用大量的光纜作為傳輸?shù)幕A(chǔ)，傳輸過程中的很多操作都是需要電動進行操作，變電站內(nèi)交流的負荷會變得很大。除了交流的負荷增大外，現(xiàn)在的智能化變電站采取的都是自動化監(jiān)管，許多的控制器和照明通風(fēng)設(shè)備都是自動化運行，這也加大了變電站的負荷，會對微電網(wǎng)執(zhí)行孤網(wǎng)運行的交流帶來一定的影響。

智能化變電站和傳統(tǒng)的變電站不同點還在于智能化變電站多是樓層式結(jié)構(gòu)，占地面積相對較小，對資源的利用也比較的充分，給能源的運用帶來了方便。樓層式結(jié)構(gòu)的建筑還可以在頂樓采取風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電，資源利用全面。

3、微電網(wǎng)技術(shù)在智能型變電站中的使用

智能化變電站把分布式的電源通過微電網(wǎng)鏈接到電網(wǎng)運行，通過電網(wǎng)和變電站之間相互的配合，充分發(fā)揮分布式電網(wǎng)的有點，節(jié)約設(shè)備和資金的同時充分的利用資源。

由于智能型變電站存在失電的可能性，當微電網(wǎng)執(zhí)行孤網(wǎng)運行時就要承擔(dān)起調(diào)控電網(wǎng)的頻率，控制電壓和調(diào)節(jié)負荷的功能。但是想要實現(xiàn)這種功能，就要求微電路有足夠大的存儲容量，然而微電網(wǎng)的存儲容量是有限的，無法很好的滿足恒電壓、恒頻率的要求，在這種情況下一般是采取下垂控制或者恒壓恒頻率控制。當一臺分布式電源的頻率超過指定值后，有下垂控制系統(tǒng)發(fā)出指令到下一個分布式電源。這樣一來，在整個系統(tǒng)的總負荷不發(fā)生變化的情況下，系統(tǒng)的電壓和頻率就能夠趨于穩(wěn)定，達到平衡。除此之外，微電網(wǎng)技術(shù)可以整合不同種類的電源并能快速的將其進行轉(zhuǎn)化，可以有效的解決變電站的兼容性問題。微電網(wǎng)的分布式電源，可以巧妙的實現(xiàn)系統(tǒng)中儲能裝置的互補，實現(xiàn)能源的充分利用。

總結(jié)

微電網(wǎng)技術(shù)在智能型變電站中發(fā)展運用，標示著我國微電網(wǎng)技術(shù)的成熟和我國電力產(chǎn)業(yè)的水平的提升，同時也說明我國電力行業(yè)的環(huán)保意識和能源的充分利用的意識提升，將微電網(wǎng)技術(shù)與智能型變電站想結(jié)合，可以在環(huán)保方面做出很大的貢獻。在整個電力系統(tǒng)中，通過對微電網(wǎng)分布式電源進行系統(tǒng)集中的監(jiān)管，可以大大挖掘電力系統(tǒng)的潛能，緩解電路的負荷，甚至可以及時的提供緊急用電。微電網(wǎng)技術(shù)和變電站之間相互協(xié)同作用，將技術(shù)與設(shè)備更好的結(jié)合，共同促進我國智能變電站的發(fā)展。這種將空間與資源充分利用的模式，可以大大提升變電站的性能，確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠的運行。