劉文娟 劉宵

摘要：隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，在農(nóng)村地區(qū)建立微電網(wǎng)，可以作為能源互聯(lián)網(wǎng)進行補充，提升電力互聯(lián)網(wǎng)技術進行協(xié)同控制，不斷提升供電的可靠性以及效益，基于此，本文論述了農(nóng)村微電網(wǎng)并網(wǎng)對配電網(wǎng)造成的影響。

關鍵詞：農(nóng)村微電網(wǎng);并網(wǎng);配電網(wǎng)

引言：

隨著傳統(tǒng)能源日趨減少，國家電網(wǎng)有限公司提出的一系列促進新能源消納、推進分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)建設的重要戰(zhàn)略越來越受到人們的重視，微電網(wǎng)是可再生分布式電源與電網(wǎng)融合的有力支撐，對推動能源革命有重要意義。微電網(wǎng)可以有效調節(jié)各分布式電源之間的出力，平抑其波動性，并且能夠與大電網(wǎng)進行有效交互，提高發(fā)電效率和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，具有廣闊發(fā)展前景。

微電網(wǎng)中包含大量分布式電源、儲能系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的協(xié)調優(yōu)化對微電網(wǎng)優(yōu)勢的發(fā)揮起決定性作用。如何在保證微電網(wǎng)系統(tǒng)供電可靠性的同時滿足微電網(wǎng)運行經(jīng)濟性和環(huán)保性成為當下微電網(wǎng)運行優(yōu)化的研究熱點。然而，現(xiàn)有的相關研究大多集中在微電網(wǎng)的靜態(tài)調度上，缺乏對各時間點聯(lián)系與影響的考慮;部分學者雖從動態(tài)角度較為全面地考慮了微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和環(huán)保性，但是對于微電網(wǎng)中分布式能源的隨機性仍考慮不周，無法滿足多種能源形式下微電網(wǎng)多時間尺度運行的協(xié)調優(yōu)化要求。

1 微電網(wǎng)技術定義

微電網(wǎng)是當下電力系統(tǒng)中新興的一種電力網(wǎng)絡結構，由于傳統(tǒng)DEG分布式電力資源在接入電網(wǎng)與配電工作時，常常由于分布式電力資源的不穩(wěn)定，給用戶帶來極大的不便。微電網(wǎng)技術很好地解決了這個問題。微電網(wǎng)技術應用下，可以將清潔電力資源轉化為穩(wěn)定的微電源，并根據(jù)用戶的實際用電需求對電力負荷進行自動調節(jié)，將空余的清潔電力利用儲能設備進行電力轉化。微電網(wǎng)運行過程中，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，決定是否接入配電網(wǎng)。因此，微電網(wǎng)與主動配電網(wǎng)都是電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分。

2 微電網(wǎng)結構和運行特點

2.1 微電網(wǎng)結構

微電網(wǎng)以分布式發(fā)電技術為基礎，緊靠非集中資源或用戶的微型發(fā)電廠，形成了具有結合用能管理及能階利用技術的網(wǎng)絡。

微電網(wǎng)是未來分布式能源的重要載體，也是大電網(wǎng)的有力補充，可作為一個整體實現(xiàn)孤網(wǎng)獨立運行，也可以由主網(wǎng)協(xié)調控制在大電網(wǎng)中并網(wǎng)運行，提高了能源的利用效率，能夠在大電網(wǎng)電能缺失時提供電能，提高了供電系統(tǒng)的可靠性。此外，微電網(wǎng)中分布式電源的應用減少了對環(huán)境的污染，且還能根據(jù)用戶的需求靈活調整調度，與用戶靈活互動，提供用戶增值服務。微電網(wǎng)主要由靈活小型的分布式電源、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能系統(tǒng)、各類用戶以及具有調節(jié)能力的控制系統(tǒng)組成。

2.2 微電網(wǎng)運行模式及特點

微電網(wǎng)具有孤網(wǎng)運行和并網(wǎng)運行兩種不同的運行模式。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行是指在調度計劃需要或大電網(wǎng)發(fā)生故障時，微電網(wǎng)系統(tǒng)斷開與主網(wǎng)配電系統(tǒng)的連接，由微電源、儲能系統(tǒng)和負荷三者構成系統(tǒng)實現(xiàn)獨立運行。離網(wǎng)運行模式下的儲能變流器PCS，可以實現(xiàn)對微電網(wǎng)負荷的繼續(xù)供電，在母線恢復供電的狀態(tài)下光伏系統(tǒng)可繼續(xù)發(fā)電，而儲能系統(tǒng)僅對負載供電。

微電網(wǎng)并網(wǎng)運行是將微電網(wǎng)系統(tǒng)接入公用大電網(wǎng)中，閉合微電網(wǎng)斷路器，使得微電網(wǎng)系統(tǒng)與主網(wǎng)配電系統(tǒng)實現(xiàn)電能交互的一種運行方式。光伏系統(tǒng)的接入提高了大電網(wǎng)中發(fā)電的平穩(wěn)性，并網(wǎng)模式下的儲能系統(tǒng)可根據(jù)需要同時實現(xiàn)充放電，通過控制裝置可將微電網(wǎng)從并網(wǎng)運行模式切換到離網(wǎng)運行模式。

3 農(nóng)村微電網(wǎng)并網(wǎng)對配電網(wǎng)運行的影響

農(nóng)村地區(qū)供電分散，一類負荷較少，因此大多數(shù)配電網(wǎng)由單輻射線路構成，與城市配電網(wǎng)相比，存在著網(wǎng)架薄弱、供電半徑較長、線損較大、安全可靠性較低等不足之處。同時，由于我國農(nóng)村地域差異顯著，各地能源分布和經(jīng)濟發(fā)展的情況有很大不同，生活習慣與住宅類型也有較大區(qū)別，因此微電網(wǎng)必然呈現(xiàn)出多樣性，其并網(wǎng)將會改變配電網(wǎng)潮流的方向，對農(nóng)村電網(wǎng)帶來深刻的影響。

3.1 對配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響

微電網(wǎng)既能從配電網(wǎng)中吸收功率，也能向配電網(wǎng)輸送功率，從而改變了配電網(wǎng)中功率傳遞的單向性，將會影響配電網(wǎng)中電壓和功角的穩(wěn)定。

當微電網(wǎng)從配電網(wǎng)中吸收功率時，可將微電網(wǎng)看作一個可控的集中負荷，此時對配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響可以忽略;當微電網(wǎng)向配電網(wǎng)輸送功率時，隨著微電網(wǎng)滲透率的不同，對配電網(wǎng)電壓和功角穩(wěn)定的影響程度也會不同。微電網(wǎng)的高滲透率將會對配電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，滲透率的大小主要取決于農(nóng)村配電網(wǎng)的傳輸限制、微電源的容量、微電網(wǎng)并網(wǎng)的結構和位置、農(nóng)村地區(qū)微電網(wǎng)的建設標準以及國家的能源政策等。

3.2 微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的交互關系

微電網(wǎng)的建設會給配電網(wǎng)帶來多方面的影響。在供電可靠性和新能源綜合利用方面，微電網(wǎng)的建設對雙方都有一定程度的幫助，二者不僅可以作為彼此在特殊工況時的備用，同時能夠有效促進地區(qū)新能源的消納。微電網(wǎng)的建設成本較高，同時還要考慮發(fā)電成本以及建設運行維護的支出，但此時網(wǎng)內(nèi)用戶的供電主要由微電網(wǎng)完成，供電服務收益由微電網(wǎng)運營商收取。配電網(wǎng)則因為微電網(wǎng)的建設，有效延緩了配電網(wǎng)的擴展建設，減少了配電網(wǎng)的建設運行維護成本。由于減少了一定的供電負荷，配電網(wǎng)也減少了燃煤燃氣等機組的發(fā)電成本。以上相互影響中，微電網(wǎng)和配電網(wǎng)雙方的利益關系呈現(xiàn)“非此即彼”的情況。因此，微電網(wǎng)與配電網(wǎng)交互電價的中長期交易可由兩者間的成本效益關系量化得到。

3.3 對配電網(wǎng)可靠性的影響

農(nóng)村配電網(wǎng)可靠性相對城市配電網(wǎng)較低，而微電網(wǎng)的引入將大大改善這一現(xiàn)狀。一方面，微電網(wǎng)與負荷協(xié)調運行，一定程度上減小了配電線路的輸送功率，增加了輸電的裕度;另一方面，當配電網(wǎng)發(fā)生嚴重故障時，微電網(wǎng)可以脫離配電網(wǎng)孤島運行，以減小停電面積和停電時間，提高配電網(wǎng)供電的可靠性。當然，微電網(wǎng)并網(wǎng)位置不恰當、微電網(wǎng)與配電網(wǎng)協(xié)調控制不當致使繼電器誤動作、微電網(wǎng)與配電網(wǎng)交換功率波動過大時，將會降低配電網(wǎng)的供電可靠性。

4 結語

構建主動配電網(wǎng)系統(tǒng)時，為了更好地發(fā)揮微電網(wǎng)的技術優(yōu)勢和工作價值，需要對配電網(wǎng)進行研究分析，找出最佳的運行配置方案，從而不斷提高主動配電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性。通過配電網(wǎng)與微電網(wǎng)系統(tǒng)的結合，可以有效控制諧波、無功功率的影響，提高主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的電力調度效能。

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