黃炎培

泉州市寶洲電力建設(shè)有限公司

引言：

柔性配電網(wǎng)主要利用先進的電子電力技術(shù)，升級改造傳統(tǒng)式配電網(wǎng)得到的產(chǎn)物。電力電子的裝置具有較強的調(diào)節(jié)能力、較快的控制速度和多樣化的控制對象，借助這些特點對傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)潮流、無功分布的狀態(tài)等參數(shù)進行改變，從而使配電網(wǎng)系統(tǒng)運行的潛力、可控性和可靠性都得到有效提升。

1 .智能微網(wǎng)的內(nèi)涵

為將分布式發(fā)電優(yōu)勢有效整合，盡可能降低分布式發(fā)電沖擊電網(wǎng)，并造成負面影響，中國電氣可靠性技術(shù)解決方案聯(lián)合體提出了微電網(wǎng)，這一組織形式能夠?qū)⒎植际桨l(fā)電的潛能更好發(fā)揮出來。微電網(wǎng)被定義成微能源與一組負荷的集合，能以單個系統(tǒng)方式來運行，供給電與熱?；締挝话素摵?、管理系統(tǒng)、蓄能裝置和微能源。

微電網(wǎng)屬于供能系統(tǒng)并且是可以控制的。能與大電網(wǎng)平滑連接，也可以獨立運行。在微網(wǎng)中有多樣化轉(zhuǎn)換能源的設(shè)備，包括了很多電力電子的有關(guān)裝置、大量儲能的裝置，只有在并網(wǎng)的時候才能運行，同時也獨立運行，和大電網(wǎng)之間互相作用，其行為非常復(fù)雜。

2 .應(yīng)用智能微網(wǎng)的場景和模式

2.1 并網(wǎng)運行的模式

智能微網(wǎng)和大電網(wǎng)在運行時并列就屬于并網(wǎng)模式，通過合理調(diào)度微電網(wǎng)內(nèi)部的分布能源，對微電網(wǎng)與外網(wǎng)關(guān)系進行協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對微電網(wǎng)內(nèi)部資源設(shè)備的合理化應(yīng)用，并且達到微電網(wǎng)為上層電網(wǎng)提供一些輔助服務(wù)的目的。這種狀態(tài)中，微電網(wǎng)相對于大電網(wǎng)而言可以看成是可以控制的符合或者電源，調(diào)度電網(wǎng)中心需要調(diào)節(jié)微電網(wǎng)發(fā)電曲線或負荷。

2.2 離網(wǎng)獨立運行的模式

微電網(wǎng)和大電網(wǎng)在解裂的狀態(tài)下運行，就是離網(wǎng)獨立運行的模式，微電網(wǎng)主要借助自身主電源構(gòu)建自身頻率和電壓[1]。微電網(wǎng)中管理能量的系統(tǒng)通過管理儲能系統(tǒng)的放電和充電，對分布式電源例如柴油發(fā)電機、燃料電池等的負荷側(cè)控制、出力調(diào)度等進行調(diào)節(jié)，保證平衡微電網(wǎng)中的需求和實際發(fā)電，避免儲能電池過放和過充，確保微電網(wǎng)能穩(wěn)定地長期運行下去。微電網(wǎng)的離網(wǎng)獨立運行模式在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，比如關(guān)鍵軍事區(qū)的供電、海島地區(qū)供電、偏遠地區(qū)的供電等，也可能用作后備電源，在大電網(wǎng)出現(xiàn)停電的時候提供短時供電。

2.3 并離網(wǎng)的切換過程

假如外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障或者微電網(wǎng)要主動離網(wǎng)進行運行的時候，微電網(wǎng)能將開管網(wǎng)的開關(guān)迅速斷開，從而脫離外部電網(wǎng)，進入離網(wǎng)獨立運行的模式。在外部電網(wǎng)重新恢復(fù)正常供電或者微電網(wǎng)要主動并網(wǎng)運行的時候，微電網(wǎng)要重新并入到外部電網(wǎng)中。微電網(wǎng)主動脫離或主動并入外部電網(wǎng)的過程就是微電網(wǎng)并離網(wǎng)的切換過程。在確保微電網(wǎng)可靠供電、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵性內(nèi)容就是微電網(wǎng)主動并離網(wǎng)的切換過程。微電網(wǎng)的并離網(wǎng)切換依據(jù)需不需要停電，可以劃分成不停電無縫切換、短時停電有縫切換。

3 .柔性配電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用

借助電力電子的裝置當(dāng)做聯(lián)絡(luò)饋線的開關(guān)或者是可以將其稱作軟開關(guān)點，簡稱為SOP，在建立柔性配電網(wǎng)之后，能快速、精準地對饋線間功率流動進行調(diào)整，對網(wǎng)絡(luò)潮流的分布實施有效控制，從而達到控制多種系統(tǒng)的目標(biāo)。

3.1 提高接入分布式電源的能力

在實踐應(yīng)用中，分布式的新能源特別是分布式的光伏逐漸增多，代表了應(yīng)用新能源的未來。一些研究證明，在配電網(wǎng)中介入分布光伏的發(fā)電裝置后，會增加接入點和有關(guān)局部線路之間的電壓，導(dǎo)致配電網(wǎng)內(nèi)的局部電壓出現(xiàn)越限問題。電壓的增加幅度和接入位置、光伏發(fā)電的出力、用戶負荷的大小、線路參數(shù)有密切的關(guān)系。因影響因素有頻繁的變化，導(dǎo)致其治理復(fù)雜化，分布式的新能源想要提升滲透率就是受到極大限制[2]。出現(xiàn)這些問題的本質(zhì)原因是新能源和就地負荷之間達不到匹配，通過將電力電子的接口裝置借入，能對各個饋線之間和接入點中分段母線之間存在的潮流分布進行有效調(diào)整，防止出現(xiàn)電壓越限的問題，使分布式電源滲透率得到有效提升，提供了廣泛應(yīng)用分布式光伏的可能性。

3.2 提高配電設(shè)備的利用率

智能配電網(wǎng)有豐富的負荷類型，其空間和時間分布出現(xiàn)動態(tài)的不平衡性，在不同饋線潮流之間有可能存在較大差異。在總體電壓系統(tǒng)有充足配電容量的時候，會導(dǎo)致局部饋線超載，不得不升級改造設(shè)備或者是超載運行，存在較大的運行風(fēng)險。通過接入SOP的開關(guān)、傳統(tǒng)開關(guān)的開閉、饋線間的無開關(guān)等狀況中，兩條饋線負荷情況進行比較。借助傳統(tǒng)母聯(lián)的開關(guān)方式，饋線過載的問題能得到一定解決，但也僅僅能將部分問題解決，依然存在饋線間不平衡的問題。通過將電力電子的接口裝置加裝上，能實現(xiàn)饋線間負荷的完全平衡，盡可能降低運行過載的風(fēng)險，有效提升利用配電設(shè)備的效率。

3.3 配網(wǎng)運行的損耗得到有效降低

現(xiàn)代化電網(wǎng)符合越發(fā)復(fù)雜化，其動態(tài)波動性也更強，并且接入大量的分布式能源，導(dǎo)致潮流變換越發(fā)復(fù)雜化，無法預(yù)測和控制分布的不均勻性，出現(xiàn)越來越多的網(wǎng)損問題。通過將SOP裝置加裝到關(guān)鍵節(jié)點位置，設(shè)定優(yōu)化潮流分布、降低流動路徑的目標(biāo)，從而對饋線間潮流分布進行動態(tài)化調(diào)節(jié)，大大減少饋線上發(fā)生的損耗，盡管將SOP自身損耗考慮在內(nèi)，在很多工況中綜合效率依然較高，具有一定的應(yīng)用價值。

3.4 緊急情況下的供電

在配電網(wǎng)中有復(fù)雜的工況，會頻繁發(fā)生故障。通過對開關(guān)的倉常規(guī)化聯(lián)絡(luò)，在清除故障之后能對網(wǎng)絡(luò)實施重新建構(gòu)，從而恢復(fù)正常供電。然而因機械式開關(guān)開合需要一定的時間，因此一定會有段時間的停電情況。通過SOP裝置的加裝，配網(wǎng)的一些饋線在出現(xiàn)故障之后，能迅速恢復(fù)饋線的正常供電，在與快速開關(guān)比如電子開關(guān)配合的情況下，甚至能達到不間斷供電。要想實現(xiàn)這樣的功能，其設(shè)備容量和成本比較高，不過針對一些核心的關(guān)鍵負荷，有一定的實際應(yīng)用價值。

4 .結(jié)語

智能微網(wǎng)和柔性配電網(wǎng)的應(yīng)用能夠有效提升電網(wǎng)運行的效率和穩(wěn)定性，應(yīng)該得到推廣和應(yīng)用。在各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的時期，要積極升級和改善電網(wǎng)系統(tǒng)，為人們提供更好的電力服務(wù)。

[1]秦紅霞，王成山，劉樹，等.智能微網(wǎng)與柔性配網(wǎng)相關(guān)技術(shù)探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44(20)：17-23.