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对漫衍式能源组织形式的探索-微电网

  • 时间：2018-05-30
  • 泉源：交能网

开发可再生能源、构建可一连能源系统成为能源行业生长的一定趋势。漫衍式电源由于靠近电力用户、实现电力的就近消纳 ，可以节约输变电投资和运行用度 ，镌汰集中输电的线损;与大电网供电互为增补 ，镌汰电网容量 ，改善电网峰谷性能 ，提高供电可靠性;同时可以镌汰对情形的污染等优点受到了普遍关注 ，尤其是光伏和风力发电近年来获得了快速的生长。但由于可再生能源发电的不可控性和随机波动性 ，随着其渗透率的提高也增添了对电力系统稳固性的负面影响。

为了顺应漫衍式能源的迅速生长 ，近年来提出了一种新的漫衍式能源组织方法和结构——微电网。微网是由种种漫衍式电源、储能电源、负荷以及监控、�  ；ぷ爸米槌傻能鲚�。微网包括了漫衍式光伏、疏散式风电、小型燃气轮机和蓄电池等微型电源形式的种种电源 ，还配备了能量管理系统 ，通过数据收罗并毗连到能量管理系统 ，可解决电压控制、潮流控制、�  ；た刂频纫幌盗形侍�。在微电网中有州差别类型的负荷 ，需要接纳差别的能源供应战略 ，并可同时知足用户对电能质量和供电清静等的要求。

别的 ，微电网相关于外部大电网体现为简单的受控单位 ，通过主隔离器和微电网毗连 ，可以实现与主电网的并网运行 ，改善主网的电能质量。

凭证微电网自身以及团结漫衍式电源 ，微电网主要有以下几个特点：

(1) 是一种新型能源网络化供应与管理手艺 ，将原天职散的漫衍式电源相互协调起来 ，包管配电网的可靠性和清静性 ，能够便当可再生能源系统的接入、实现用户需求侧管理以及现有能源和资源的最大化使用;

(2) 具有无邪的运行方法和可调理性能 ，能在并网运行和孤岛运行两种模式间实现切换 ，与大电网间无邪的并列运行方法能起到削峰填谷的作用 ，在协调大电网与漫衍式电源间的矛盾、充分挖掘漫衍式能源为电网和用户所带来的价值和效益等方面具有优势;

(3) 实现能源的就地转换和消纳 ，提高发电效率 ，并镌汰由于长距离输电带来的消耗;

(4) 通过相关控制装置之间的协调配合 ，可以同时向用户提供电、热、冷、燃气等多种形式的能源。

微电网建设要害手艺

(1) 电力电子手艺

凭证微网的特殊需求 ，需要研究适用的电力电子手艺并研制一些新型的电力电子装备 ，例如变换器、静态开关和电能质量控制器等装置。

首先 ，变换器的泛起 ，对漫衍式电源中电能举行变换、转达与存储有着十分主要的意义。凭证一次能源的使用情形差别能够将漫衍式电源分为直流源型的漫衍式电源和需要整流的高频交流源型的漫衍式电源 ，前者包括太阳能、蓄电池和燃料电池等等 ，后者包括微型燃气轮机和风力发电机等等。这两种漫衍式电源在使用历程的最后阶段都要转换成标准的工频交流电对并网或者负荷举行供电 ，即都需要通过变换器(整流器、逆变器)才华与微网系统相毗连。

由于变换用具有响应速率快、惯性小、过流能力强等特征 ，使得微网能源管理的控制理念与通例系统有很大的差别。同时 ，适用于微网的逆变器除了需要具备通例逆变器的功效以及能够并联运行之外 ，还需要凭证微网系统的特殊需求具备一些控制功效 ，例若有功-频率下垂控制和电压-无功下垂控制功效。因而 ，逆变器的运行控制成为微网研究中的一个主要方面。

再就是静态开关。静态开关置于毗连微网和主网间公共毗连点处 ，在爆发一些主网故障或者电能质量事务等扰动情形时 ，它能够自动地将该微网切换到孤岛/自主运行状态;当故障被扫除后 ，它也能够自动实现微网和主网的重新毗连。除了上述开关功效外 ，静态开关还需具备通例电力系统中继电器、DSP及其他的硬件组件等所提供的�  ；ぁ⒄闪考巴ㄑ豆π�。

别的还需要相关的电能质量控制系统。任何漫衍式发电单位的接入都会对系统中的电能质量爆发一定的影响 ，若控制不当 ，将会对电压波形、频率、功率因数爆发倒运 ，尤其是景物这样的波动性大的一次能源。并且 ，电子负载易受暂态、跌落、谐波、瞬间中止及其他扰动的影响。

(2) 通讯手艺

微网的运行基于差别特征的漫衍式能源单位信息收罗 ，在响应特征差别的装备间建设毗连 ，通过配网级、微网级、单位级各控制器之间的相互通讯来实现。以电力电子器件为接口的漫衍式能源单位与通例同步机的特征有很大的差别 ，因此对通讯手艺的可靠性和速率提出了更高要求。通讯手艺还直接关系到微网能否更快地提供辅助服务。

(3) 监测与控制系统

为了能够与现有电力系统相融合 ，微网的正常运行需要在通讯网络的支持下 ，通过以下三个条理的监测与控制系统之间协调合作来实现。

a. 单位级：各个漫衍式发电单位及负荷的外地控制器 ，调理系统电压和频率 ，以利于微网系统的稳固运行。

b. 微网级：微网中央控制器 ，是主网与微网间的接口 ，一方面与上层配网级控制器交互 ，一方面与下层的各外地控制器交互信息。

c. 配网级：配电网控制器 ，用于控制包括一个或多个微网的区域;市场控制器 ，认真各个特定区域内电力市场的功效。这两种控制器属于微网上一条理的系统 ，实现主网配网级别的调理功效。

(4) 故障检测与�  ；�

微电网�  ；の侍庥牍虐迮涞缤  ；び凶偶蟮牟畋� ，典范体现在以下几个方面：

a. 微电网在并网运行和孤岛运行两种运行方法下 ，短路电流巨细差别且差别很大。

b. 微电网中电源及相关负荷的接地方法对故障电流的巨细影响也很大。

c. 加入漫衍式能源后 ，微电网的双向潮流特征对微电网�  ；さ钠蚺斜鹨灿行碌囊�。

d. 爆发故障时 ，微电网与配电网的差别隔离战略需要与微电网�  ；は嗤沤� ，这也是微电网�  ；さ囊�。

因此 ，在团结微电网与配电网隔离战略和差别接地方法的条件下 ，探寻一种新的微电网�  ；な忠� ，使得无论在并网运行模式或孤岛运行情形下 ，都能快速感知微电网内外部故障 ，同时包管�  ；さ难≡裥浴⒖焖傩浴⒀杆傩院涂煽啃� ，是对微电网�  ；さ幕疽�。

微电网的运行管理

微网的运行方法、所接纳的电力市场和能源政策、系统内漫衍式能源类型、渗透率、负荷特征以及对电能质量的要求 ，与通例电力系统保存较大的区别。因而需要对微网系统内部各漫衍式能源单位间、单个微网与主网间、甚至多个微网间的运行调理和能源优化管理系统研究制订合理的控制战略 ，才华确保微网的清静性、稳固性和可靠性 ，从而高效经济运行。

微网系统处于并网运行状态时 ，怎样与主网之间相互作用 ，与所接纳的市场战略相关。一种市场战略是 ，微网使用内部的漫衍式能源单位来起劲知足网内的负荷需求 ，可以从主网吸收功率但不向主网输出功率;另一种是允许微网加入到开放的电力市场中 ，可以与主网间自由交流功率 ，并且除各漫衍式发电单位加入竞价外 ，需求侧也可以加入市场生意。

别的微网也可以加入辅助服务市场。微网在向主网提供能量的同时 ，可以提供调频、调峰、调压、备用、黑启动等辅助服务;或者以一个可控的负荷形式来运行 ，控制负荷量和功率因数 ，这对主网系统处于重载时具有主要意义。

参考文献：

漫衍式发电与智能电网。艾芊 ，郑志宇编著




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