微型电网在大电网背景下的应用探讨论文

微型电网在大电网背景下的应用探讨论文

　　摘要：目前，我国大量分布式电源并网构成的大电网日趋形成，但随之而来可能造成电力系统对其不可控制和难以管理的局面，并引发相应的电能质量、电网安全性和稳定性等诸多问题。为了解决电力系统与分布式电源间的矛盾，以及更好地满足电力用户对电能质量和供电可靠性的更高要求，微网概念应运而生，并很快成为国内外电气工程研究领域的最新前沿课题之一。

　　关键词：微型电网；特点；关键技术；应用

　　与常规的分布式电源直接并网相比，微网灵活、系统地将分布式电源与本地负荷组为一个整体，通过柔性控制可以大大降低分布式电源并网运行对电力系统的影响。目前，美国、欧盟、日本等发达国家已率先建立了一些微网示范工程及实验测试系统。微网理论技术研究及示范工程建设在中国也已得到高度重视，国家科技部863计划、973计划等已将微网研发项目列入重点资助范围。

　　1.微型电网的主要特点

　　1.1自治性。微型电网作为小型能源网络，能够维持自身能量的配合，可以在孤网和并网两种方式下运行。

　　1.2稳定性。微型电网基于实时通信、快速控制和储能单元，能够在稳态和暂态的情况下实现电网的电压、频率稳定，保证功率的平衡。

　　1.3兼容性。微型电网具有即插即用的特点、可以接人分布式电源等模块，也可接人大电网作为其中一个单元参与运行。

　　1.4灵活性。微型电网方便的接入各种电源、负载等，可以根据用户的需求提供不同可别的电能质量。

　　1.5经济性。微型电网综合优化能量应用、运行效率，对市场交易和能源配置进行统一管理。

　　1.6自愈性。微型电网通过继电保护、控制技术优化电网结构和能量管理，减少故障对电网的冲击。

　　2.微网中的关键技术

　　2.1微电网的运行

　　微电网系统有2种运行模式，并网模式和孤岛模式。存在着3种状态：连联网运行、孤岛运行和两者之间互相切换的暂态。并网模式是指，微电网与大电网并网运行，当微电网自身电能多余时，向大电网供应电能，当自身电能不足时，则由大电网补偿微电网。实验证明：合理的控制策略，可以实现并网和孤岛2种模式的平滑过渡及转化。孤岛运行模式是指，当微电网内部的电能质量不合要求或者主电网发生故障时，微电网和主电网断开，形成孤岛运行模式，孤岛模式的正常运行，才为系统提供了更好的可靠性。当微电网运行在并网和孤岛2种模式之间的暂态时，稳定是最重要的问题。如果在并网模式下运行，微电网吸收或输出电能，主电网突然故障，微电网由联网模式突然切换到孤岛模式，那么微电网内部产生的电能和负荷间的需求将会不平衡，从而导致系统的不稳定。一般来说，微型电网的主要目标是：调节微电网内馈线潮流，对无功和有功进行独立解耦控制；调节微型电源接口电压，维持电压的稳定；当处于孤网运行模式的时候，能够保证每个微型电源能快速、正确的响应；根据需求，能自主地实现和主网的分离或者再并网。

　　2.2微网的控制

　　由微网的结构可知，要实现灵活的运行方式和高质量的供电服务，肯定离不开完善的控制系统。控制问题也正是微网研究中的一个难点问题。由于微网中微电源数目太多，很难像大电网统一调度那样做到在一个调度中心点对整个系统故障和异常做出相应的控制。因此，微电网控制的核心任务是做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应。微电网控制应当保证如下几点：任一微电源的接人不对系统造成影响；平滑地与电网并列、分离；对有功、无功进行独立控制；具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。

　　2.3微网的保护

　　微网的保护与传统保护有着很大的不同。如文章前面所述，微网存在孤岛和并网两种运行方式，因此，如何在孤岛和并网两种运行状况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障，并同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微电网保护的关键，也是微电网保护的难点。传统的电流保护无法满足微网保护的特殊要求，主要缘由在于一、微电网潮流存在双向流通；二、微电网在并网运行与独立运行情况下，短路电流大小不同且差异很大。

　　3.微网的应用

　　利用微网技术可整合多种形式的分布式电源，并考虑当地配电网的特点，在一个局部区域内直接将分布式电源、电力网络和本地用户有机地组合在一起。而且我国幅员辽阔，经济社会发展不平衡，许多偏远山区、海岛和边防哨所检查站无法实现远距离的电能输送，只能利用当地实际的自然资源采用就地发电就地使用的模式来解决当地的用电问题。因此，可以在偏远山区、牧区和岛屿等缺电、无电地区因地制宜建设离网型风光互补微网系统解决当地用电问题。微网还可以方便地实现（冷）热电联供，并可以结合电蓄冷（热）技术，缓解电网高峰用电压力，实现用电的移峰填谷，优化和提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，实现能源的梯级利用，为将来智能电网（smartgrid）的实现提供必备的技术基础。

　　4.结语

　　总之，作为电力系统的新典范，微电网与传统电力系统比较具有较多优势。在公共电网遭到扰动过程中，微电网有才能从公共电网中无缝地斷开以减小对自身的负荷，进步供电可靠性。在顶峰负荷期间，微电网能够承当电网的负荷来进步电网运转可靠性。微电网能够运用低或零排放发电机组来增强环境效益。有些微源可完成热电联产机制，以给用户减轻电力本钱。

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