曾波 吳昆霖

摘 要：隨著社會不斷發(fā)展，人們對電網(wǎng)用電的需求越來越高，于是就出現(xiàn)了微電網(wǎng)，并開展了微電網(wǎng)的示范區(qū)。這些區(qū)域主要集中在國內(nèi)的偏遠地區(qū)、海島以及城市地區(qū)。要想使微電網(wǎng)快速發(fā)展，那么必須解決微電網(wǎng)運行中的能效進行管理和控制。本文就是闡述了國內(nèi)微電網(wǎng)示范工程情況，以及介紹相關(guān)運行控制能效管理技術(shù)。通過筆者的研究可以為微電網(wǎng)下一步發(fā)展提供理論指導(dǎo)，為相關(guān)研究微電網(wǎng)的科研人員提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；示范工程；運行控制；能效管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.126

1 引言

隨著國家電網(wǎng)的發(fā)展，大電網(wǎng)基本已經(jīng)滿足人們的需求，但是為了平衡電網(wǎng)負荷，為用戶提供更高可靠性的供電，于是微電網(wǎng)就應(yīng)運而生。微電網(wǎng)的出現(xiàn)受到了國家和各界人士的推崇，發(fā)展迅速。微電網(wǎng)其實就是一個小型集發(fā)、配以及用電于一體的系統(tǒng)，能夠進行自我控制和能量管理的智能系統(tǒng)，它應(yīng)用靈活，既可以單獨使用，也可以與大電網(wǎng)一同使用，不少專家學者對其不斷進行研究，使微電網(wǎng)的發(fā)展更加深入。

2 國內(nèi)微電網(wǎng)示范工程概述

社會的不斷發(fā)展隨之而來的就是對電的需求增加，日常生活中如果缺少了電將無法生存。實踐中可知，大型電網(wǎng)的發(fā)展越來越顯現(xiàn)出其缺陷，特別是一些可再生資源并網(wǎng)的發(fā)生，這給大電網(wǎng)帶來巨大挑戰(zhàn)，于是微電網(wǎng)就呼之欲出。微電網(wǎng)的作用不僅能夠解決可再生資源并網(wǎng)問題，而且還能提高一些用戶的經(jīng)濟收益。微電網(wǎng)的發(fā)展可以針對不同地域和電網(wǎng)的特點，提出了一些難題的解決方法。接下來分別針對偏遠地區(qū)和城市微電網(wǎng)作為例子一一說明。

偏遠地區(qū)微電網(wǎng)的特點為各項基礎(chǔ)設(shè)施不完善，很難將大電網(wǎng)接入偏遠地區(qū)，因為接入大電網(wǎng)存在成本巨大、環(huán)境惡劣等一系列問題。但是偏遠地區(qū)擁有的可再生能源比較豐富，例如風能和太陽能等。以我國的西藏為例，西藏空氣稀薄，太陽輻射強烈以及每天溫差大等條件，于是微電網(wǎng)示范工程便瞄準這個地方，利用當?shù)刈匀毁Y源來彌補當?shù)厝狈Φ拇箅娋W(wǎng)。

3 微電網(wǎng)運行控制

微電網(wǎng)運行控制技術(shù)主要包括三點，第一點是逆變器并/離網(wǎng)；第二點是集散式逆變器；第三點是T型三電平儲能變流器。接下來逐個的對這些技術(shù)進行分析。

首先，逆變器并/離網(wǎng)控制技術(shù)被運用的原因是由于微電網(wǎng)存在這兩種模式，這兩種模式的策略都不相同。并網(wǎng)和離網(wǎng)控制策略分別是PQ和主從或者下垂控制策略，主從和下垂模式的區(qū)別在于有無互聯(lián)的通信線。要想使微電網(wǎng)能正常進行運行，那么必須要包含并網(wǎng)和離網(wǎng)，在需要時，并網(wǎng)可以切換到離網(wǎng)，這種切換有主動方式和被動方式，主動情況比較智能，它主要是根據(jù)自身運行情況進行切換方式，此時電網(wǎng)中不一定出現(xiàn)大的故障問題。被動離網(wǎng)的方式是電網(wǎng)運行過程中真的出現(xiàn)了故障問題，所以迫不得已與電網(wǎng)分離才能保證正常供電。如果電網(wǎng)主動離網(wǎng)時，通過測量可知，整個逆變器的輸出電流會不斷增加，而大電網(wǎng)電流會隨之減少，此時微電網(wǎng)主要是用來給負載供電，并網(wǎng)轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)，實現(xiàn)無縫對接。如果大電網(wǎng)出現(xiàn)被動離網(wǎng)現(xiàn)象時意味著大電網(wǎng)運行出現(xiàn)了問題，這時候也需要將大電網(wǎng)和微電網(wǎng)之間實現(xiàn)無縫銜接，此時最關(guān)鍵的便是使這無縫接入的時間盡可能短，當大電網(wǎng)電壓恢復(fù)到原始狀態(tài)后，微電網(wǎng)就進入了并網(wǎng)狀態(tài)，大電網(wǎng)中電壓的各項參數(shù)，例如幅度值、頻率以及相位等，與微電網(wǎng)都是不同的，大電網(wǎng)和微電網(wǎng)中的相位一旦相差太大，就會出現(xiàn)較大的沖擊電流，更有甚者會嚴重損壞設(shè)備。所以此時需要逆變器對電壓相位即使做出調(diào)整，實現(xiàn)無縫并網(wǎng)。

對于集散式逆變器控制技術(shù)主要使用兩種形式并網(wǎng)，分別是分散優(yōu)化和集中并網(wǎng)方式，將組串和集中式逆變器的優(yōu)點集合于一身。

4 微電網(wǎng)容量配置和能效管理技術(shù)

4.1 微電網(wǎng)容量配置技術(shù)

容量配置技術(shù)的實施主要是由電網(wǎng)分布式電源運行過程中所包含的特點和性質(zhì)決定的，它是通過嚴密的邏輯推理得來的，特別可靠。然而，在實際中電網(wǎng)運行過程中儲能會不斷變化，所以在選擇考核指標時也是經(jīng)過精挑細選，最終確定的指標為負荷缺電率以及能量溢出率，通過實踐證明這兩個指標實用性很強。負荷缺電率是指負荷所需要的功率和微電網(wǎng)發(fā)電功率之間不能相滿足的概率，在評價時間T內(nèi)，可以用停供電量與總的負荷需求的比值表示，它的范圍是0到1之間，這個概率分別為0或者為1時是表示極端情況，當概率為0時，表示微電網(wǎng)所發(fā)功率的電從始至終都滿足負荷需求；當概率為1時，微電網(wǎng)發(fā)電功率從始至終都沒有滿足負荷需求。而能量溢出率指的是微電網(wǎng)溢出能量與總的發(fā)電能量之間的比值，從這個定義中很明顯可知，溢出能量越小也就是能量浪費得越少且越好。

4.2 微電網(wǎng)能效管理控制技術(shù)

為了獲得高效的能量管理，考慮的因素較多，首先，要考慮分布式能源中各種模型對微電網(wǎng)運行時的穩(wěn)定性，其次，要結(jié)合微電網(wǎng)的特點，來完成微電網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)通信之間模型的架構(gòu)，從而實現(xiàn)包括協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)異質(zhì)、分散以及通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等對用電數(shù)據(jù)、電壓與頻率以及調(diào)度和發(fā)電計劃等功能。最后，就是通過微電網(wǎng)能效管理控制技術(shù) 使整個電網(wǎng)在系統(tǒng)中更加安全、可靠以及穩(wěn)定的運行下去。

5 結(jié)論

微電網(wǎng)是滿足社會對用電形式多樣化的需求，是未來社會發(fā)展的趨勢，也是相應(yīng)國家號召以及國家電網(wǎng)公司建設(shè)好智能電網(wǎng)的一項舉措，再加上我國科技技術(shù)的提高，特別是對電能儲存技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，其發(fā)揮的作用越來越大。在微電網(wǎng)控制能效技術(shù)方面主要是研究電源的控制，在對微電網(wǎng)設(shè)計時要考慮能源的隨機性和波動性，使電網(wǎng)更加穩(wěn)定的運行，微電網(wǎng)適合現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，隨著科技技術(shù)的進一步提高微電網(wǎng)的應(yīng)用將會更加廣泛。

參考文獻：

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