多種分布式新能源微電網(wǎng)優(yōu)化配置研究

齊愛國

新疆昌吉回族自治州昌吉市國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū) 新疆 昌吉 831100

我國具有很多的海島，擁有可靠的電力才是海島地區(qū)快速發(fā)展的重要保障。在當(dāng)前，我國的多數(shù)海島都是依賴著大電網(wǎng)或者是常規(guī)的機組，不能保證供電的可靠性。海島的地理環(huán)境存在著限制，就造成了地下水資源非常的匱乏，還有就是降水量非常的低，難以滿足淡水的需求，所以就面臨著淡水資源匱乏和電網(wǎng)建設(shè)方面薄弱這樣的雙重問題。在此同時，在海島的能源供應(yīng)方面，太過于依賴外界輸入的能源，就使得海島不能夠應(yīng)付能源方面的波動，也就制約著海島的長期發(fā)展，最終還會污染環(huán)境。在一般的條件下，海島的周圍會擁有著豐富的風(fēng)能以及太陽能等一些可再生的發(fā)電能源，而且隨著分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，也就形成了多種能源相互補給的海島微電網(wǎng)技術(shù)模式，這也是解決以后海島供電問題的有效途徑當(dāng)中的一種。海水淡化的技術(shù)是海島用水的主要方式當(dāng)中的一種，因為海水在進行淡化的時候，有著高耗能和可調(diào)控的特點，對于抑制可再生能源的一些波動性和進行提高清潔能源的利用率方面具有一定程度上的輔助作用，所以，在進行海島微電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計當(dāng)中要考慮到海水淡化方面負荷的可控制性，這是具有非常重要意義的事件。

一、研究的背景

這些年來，對于微電網(wǎng)的相關(guān)研究還有應(yīng)用在日本和歐美等一些國家和地區(qū)的發(fā)展非常的迅速。各個國家對于微電網(wǎng)的相對研究力度在逐年的增大，而且都在積極的投入進微電網(wǎng)的實驗平臺上，還有就是對于示范工程的理論基礎(chǔ)上的研究[1]。

努力地爭取在未來的能源行業(yè)的競爭當(dāng)中的主要地位。在國內(nèi)，對于風(fēng)儲海水淡化的微電網(wǎng)的研究已經(jīng)取得了階段性的成果，但是通過不斷的走訪調(diào)研，在國內(nèi)的生產(chǎn)實踐當(dāng)中，進行開展含有海水淡化系統(tǒng)方面的風(fēng)光、油機及儲能柴微電網(wǎng)的優(yōu)化配置研究還是有些少，一些需要優(yōu)化配置的工作還要進一步的深入研究。

能夠為用戶提供穩(wěn)定的電力，滿足用戶對于電力的需求是最基本的任務(wù)。有一些國家在進行推測的時候，表明在未來二十年的時間中，全球資源的消耗率已經(jīng)達到了最大值，這是由于人們過度開采當(dāng)前的化石能源，進而導(dǎo)致人們面臨著嚴重的資源短缺問題，因此人們也逐漸認識到了可再生能源的應(yīng)用問題。可再生能源，包括太陽能，風(fēng)能等等，通過有效應(yīng)用可再生能源能夠有效降低傳統(tǒng)能源的污染問題，緩解生態(tài)壓力[2]。如今在電力技術(shù)快速發(fā)展的影響下，我國電力系統(tǒng)規(guī)模也在逐漸擴大，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會出現(xiàn)大規(guī)模停電的情況，不能滿足人們對用電量的需求。而微電網(wǎng)的發(fā)行技術(shù)可以彌補電網(wǎng)技術(shù)的欠缺。

如果電腦被大量分布式電源所接入，就很有可能造成電網(wǎng)穩(wěn)定性降低，甚至出現(xiàn)安全隱患等問題。所以選擇分布式電源時，要綜合考慮不同地區(qū)的實際用電情況以及用電困難的問題。在此過程中就可以有效運用微電網(wǎng)，而且微電網(wǎng)具有既能獨立運行也能夠和大電網(wǎng)并網(wǎng)運行的優(yōu)點。

自從微電網(wǎng)發(fā)電技術(shù)誕生以來，人們就十分關(guān)注此項技術(shù)的應(yīng)用狀況，這是由于微電腦里具有較多的優(yōu)點，在發(fā)電過程中具有重要的作用，從而國家和政府大力支持此項技術(shù)的應(yīng)用。因為是針對海島環(huán)境的風(fēng)光、油機及儲能，解決的是實際用電及海水淡化問題[3]。微電網(wǎng)的應(yīng)用需要大量的資金支持，同時也需要科研人員對其進行有效研究，這也是推動微電網(wǎng)有效應(yīng)用的重要內(nèi)容。

二、研究的意義

微電網(wǎng)技術(shù)至今的發(fā)展時間較短，但是在對微電網(wǎng)技術(shù)投入使用過程中取得了較大的進步，而且隨著技術(shù)的不斷成熟，傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)逐漸被取代。當(dāng)前化石能源正面臨著逐漸枯竭的問題，因此對于可再生能源應(yīng)用勢在必行。那么加強對微電網(wǎng)的使用和推廣，能夠有效促進微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，提高其整體應(yīng)用率，這主要體現(xiàn)在微電網(wǎng)的優(yōu)化配置以及管理系統(tǒng)等多個方面。目前國家對于微電網(wǎng)技術(shù)的研究更加深入透徹，而且也對微電網(wǎng)的優(yōu)化配置問題進行了有效推動。

與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)及電力系統(tǒng)相比，微電網(wǎng)具有多重的分布式電源裝置，而且在規(guī)劃設(shè)計過程中運用的還是傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的法則，或者采用的仍舊是傳統(tǒng)的設(shè)計方案，此種方法并不能有效發(fā)揮出電網(wǎng)的實際性能，甚至可能會增加電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)成本，而且目前部分研究機構(gòu)開發(fā)了與微電網(wǎng)相同的軟件，此類仿真軟件存在著缺電的問題，而且在應(yīng)用過程中較為局限，隨著微電網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，發(fā)電項目效果也在逐漸的增多，根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)實際狀況，就應(yīng)當(dāng)深入分析微電網(wǎng)，優(yōu)化配置技術(shù)，通過此項技術(shù)來提高其整體應(yīng)用效果[4]。

微電網(wǎng)優(yōu)化是當(dāng)前有待解決的問題之一，同時其研究也具有一定的理論價值。例如偏遠地區(qū)的供電量不足就會造成停電等情況，因此完善大電網(wǎng)的供電，就需要投入大量的資金，那么在此過程中就可以充分利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能及太陽能，通過利用孤島型微電網(wǎng)配置來解決其電力稀缺的問題，最終實現(xiàn)有效供電。因此對風(fēng)能及太陽能的微電網(wǎng)開發(fā)具有重要的研究意義，同時在應(yīng)用過程中可以將微電網(wǎng)分類并網(wǎng)型和孤島型，保證微電網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用到太陽能及光能等可再生資源中能夠打下良好基礎(chǔ)[5]。

三、新能源微電網(wǎng)當(dāng)中的儲能容量優(yōu)化配置的研究現(xiàn)狀

微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)決定著其供電的可靠性，因此一旦亟需電池原料出現(xiàn)生產(chǎn)不足的情況，就會在一定程度上影響微電網(wǎng)的使用，也會降低其蓄電池的實際使用范圍，在此基礎(chǔ)上，部分專家及學(xué)者對蓄電池的容量進行了分析及研究，其主要包含以下兩個方面：

（一）優(yōu)化單一的儲能系統(tǒng)容量

此種儲能裝置一般都是由單一的儲能系統(tǒng)組成，在開發(fā)可再生資源時具有重要的意義，能夠有效推動發(fā)電領(lǐng)域的良好發(fā)展。

對于獨立性風(fēng)光儲能微電網(wǎng)來說，要想提高其整體供電的可靠性、連續(xù)性，那么首先就應(yīng)當(dāng)積極建立不同提高蓄電池容量的配置方案，通過對不同的分析及計算來比較不同方案的優(yōu)勢劣勢，同時采取其優(yōu)勢來作為蓄電池充放電的技術(shù)。這樣能夠為微電網(wǎng)的建設(shè)提供正確的引導(dǎo)[6]。部分文獻針對V類電網(wǎng)的綜合經(jīng)濟性進行了有效分析，同時也優(yōu)化了其配置方案，深入的考慮蓄電池的實際使用周期及其他影響，從而根據(jù)其放電深度構(gòu)建了一個綜合的數(shù)學(xué)模型，并將微電網(wǎng)的運行成本當(dāng)做目標(biāo)函數(shù)來分析微電網(wǎng)儲能裝置的優(yōu)化配置內(nèi)容。

（二）優(yōu)化混合儲能系統(tǒng)容量

蓄電池在儲存過程中可能存在一定的問題，例如在充放電過程中并不能滿足其實際功率，或者充放電深度的需求沒有達到指定標(biāo)準，而且這兩個方面對蓄電池的實際使用周期有著深遠影響，因此在實際應(yīng)用過程中就應(yīng)當(dāng)積極加強微電網(wǎng)的優(yōu)化配置，將蓄電池和超級電容進行融合應(yīng)用，從而保證微電網(wǎng)的環(huán)保性及經(jīng)濟性。

將蓄電池與超級電容搭配使用，不僅能夠清晰分析蓄電池的生理曲線模型，還能夠綜合考慮電網(wǎng)建設(shè)的整體成本，從而有效優(yōu)化微電網(wǎng)的目標(biāo)函數(shù)，制定出最佳的優(yōu)化配置方案，提高微電網(wǎng)的應(yīng)用效果。通過對蓄電池放電特性曲線的有效分析，能夠綜合考慮蓄電池應(yīng)用的供電經(jīng)濟性，并在此基礎(chǔ)上能夠有效延長蓄電池的使用壽命，積極優(yōu)化微電網(wǎng)的配置方案[7]。

進行深入的研究風(fēng)光、油機及儲能的獨立型微電網(wǎng)，采取綜合考慮供電的可靠性和經(jīng)濟性的方法，在蓄電池當(dāng)中的充放電功率的嚴格約束之下，最終實現(xiàn)微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的綜合的優(yōu)化配置方案。

結(jié)束語

在當(dāng)下這個時代，新能源不斷的被開發(fā)，也被人們逐漸地認識，隨著蓄電池、光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機以及并網(wǎng)逆并器等這些設(shè)備的制造技術(shù)不斷的在升級和發(fā)展，還有就是不斷的推廣使用微電網(wǎng)的技術(shù)，但是，對于微電網(wǎng)的控制策略和其中的優(yōu)化運行方法的研究是一項長期的任務(wù)。對于微電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)主要就是用來解決可再生能源的發(fā)電問題的，微電網(wǎng)技術(shù)是針對海島環(huán)境的風(fēng)光、油機及儲能，解決的是實際用電及海水淡化問題。目前多種分布式的發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了推廣及應(yīng)用，對實現(xiàn)微電網(wǎng)有效運行以及降低其運行成本起到了良好的推動作用，這也對微電網(wǎng)技術(shù)的研究探索具有深刻意義。