微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用解析

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摘要：目前，微電網(wǎng)技術(shù)已成為智能化電網(wǎng)建設(shè)中最關(guān)鍵的技術(shù)之一。該技術(shù)在我國的發(fā)展受智能電網(wǎng)能源需求的影響深遠(yuǎn)，且與分布式發(fā)電技術(shù)密切相連。文章對微電網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)技術(shù)；智能電網(wǎng)；儲能電站

0前言

微電網(wǎng)是分布式發(fā)電的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是由電力負(fù)荷、電力裝置以及分布式電源共同構(gòu)成，屬于一種全新的發(fā)配電力系統(tǒng)，它既可以作為電力系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，還可以并網(wǎng)運(yùn)行，有效的將分布式電源并網(wǎng)問題轉(zhuǎn)化成可控性的微電網(wǎng)并網(wǎng)問題，為電網(wǎng)質(zhì)量及其安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1微電網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)

1.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

一般需在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)下，通過對電源配置和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇，從而實(shí)現(xiàn)最小化投資和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本目標(biāo)。

1.1.1分析負(fù)荷需求及其可再生性資源

主要是對可再生性電力負(fù)荷及能源的空間和時間分布進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，為系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可靠支持。該分析屬于一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，主要是結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和光照風(fēng)速的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并借助其實(shí)際的變化信息，實(shí)現(xiàn)模擬目標(biāo)。

1.1.2建模

首先，確定決策變量，一般包括分布式電源的安裝位置、數(shù)量、容積以及種類等等。此外，微電網(wǎng)的控制參數(shù)變量及其控制措施也可被作為決策變量。其次，建立目標(biāo)函數(shù)，在此環(huán)節(jié)中需重點(diǎn)考慮環(huán)保性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性三種優(yōu)化目標(biāo)。優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，需權(quán)衡好三者之間的關(guān)系。最后，約束條件，其建立主要是依據(jù)分布式電源的運(yùn)行控制條件以及微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括爬坡率限制、出力限制、電功率約束等等[1]。

1.1.3優(yōu)化算法

通過電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型可知，該設(shè)計(jì)屬于一種非線性問題，故國外的研究學(xué)者將進(jìn)化規(guī)劃法、模擬退火算法以及遺傳算法等應(yīng)用其中，相對于傳統(tǒng)算法而言，優(yōu)化算法具有計(jì)算效率好、時間快、精準(zhǔn)性高等優(yōu)勢。

1.2運(yùn)行控制

它是微電網(wǎng)技術(shù)中的熱點(diǎn)、核心問題，其與傳統(tǒng)的電網(wǎng)控制不同，主要是與分布式電源的功率輸出特點(diǎn)、滲透深度以及種類等相關(guān)。傳統(tǒng)控制方式已不適應(yīng)現(xiàn)展要求，需建立一套科學(xué)、完善的機(jī)制，對系統(tǒng)內(nèi)部各個單元運(yùn)行狀況進(jìn)行控制，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2應(yīng)用微電網(wǎng)技術(shù)需解決的問題

2.1儲能

微電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了分布式電源的間歇性，由于其內(nèi)部電能量分布極不均勻，需在微電網(wǎng)中加入一定量的儲能裝置，進(jìn)行能量存儲，以便積極應(yīng)對潮流問題。第一，通常要求數(shù)量級在15F以上。第二，放電能力強(qiáng)，從而滿足快速補(bǔ)償?shù)膶?shí)際需求。第三，工作壽命長，維修簡單，成本低廉，且使用安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能方式越來越多,例如，燃料電池、儲能裝置、超級電容等。其中，超級電容技術(shù)的發(fā)展十分迅速，并憑借其超強(qiáng)的反應(yīng)能力，擁有了比較好的應(yīng)用前景

2.2控制

通過對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，微電網(wǎng)高質(zhì)量的供電服務(wù)，以及靈活的運(yùn)行方式，離不開其完善的控制系統(tǒng)，但其中的控制問題也是微電網(wǎng)技術(shù)研究中的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。其中一個難點(diǎn)在于，微電源數(shù)目太多，很難通過一個中心控制點(diǎn)，對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，一旦系統(tǒng)中任意一個控制元件出現(xiàn)問題，將直接導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓，而無法進(jìn)行正常工作，因此，在進(jìn)行微電網(wǎng)控制的過程中，需對電網(wǎng)運(yùn)行中的突發(fā)事件進(jìn)行控制，并做出及時反應(yīng)，例如停電，故障，跌落等問題，發(fā)動機(jī)便可利用本地信息，轉(zhuǎn)換成獨(dú)立運(yùn)行的方式，而并非像傳統(tǒng)方式中由電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)控。

2.3保護(hù)

現(xiàn)代微電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，與傳統(tǒng)方式存在很大不同，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，潮流的雙向流通；第二，微電網(wǎng)在獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行這兩種工作模式下，電流的大小會存在很大差異，但在上述兩種情況下均可對微電網(wǎng)的內(nèi)部故障進(jìn)行調(diào)控，并保證保護(hù)工作的靈活性、快速性、選擇性、和可靠性。

2.4預(yù)測

需對電網(wǎng)的各個單元輸出功率進(jìn)行預(yù)測，為后期的調(diào)度和管理工作提供便利條件。目前，對于太陽能、風(fēng)能而言，其發(fā)電輸出功率的預(yù)測主要分為以下幾種方式：智能學(xué)習(xí)法、統(tǒng)計(jì)方法、物理方法。其中物理方法可以通過天氣預(yù)報等，進(jìn)行短期的預(yù)測工作；統(tǒng)計(jì)方法主要針對于中期預(yù)測，可通過大量長期積累的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)；而通過智能學(xué)習(xí)法，便可隨時更新和修改預(yù)測模型。

3總結(jié)

分布式電源集群并網(wǎng)問題促使著傳統(tǒng)電網(wǎng)改革，而隨著光伏屋頂計(jì)劃、售電側(cè)改革的不斷深入，客戶用電方式發(fā)生了翻天覆地的變化，為了滿足客戶用電需求，隨之出現(xiàn)了微電網(wǎng)技術(shù)，其可將分布式電源多余電量傳遞給大電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電源的協(xié)調(diào)管理，為電網(wǎng)智能化發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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

[2]鄭漳華,艾芊.微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國的應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù).2008(16).

作者:孫栗 單位:國網(wǎng)浙江海寧市供電公司