基于智能微电网现状及应用前景分析

基于智能微电网现状及应用前景分析

陈小璐

（国网浙江桐乡市供电有限公司浙江桐乡314500）

摘要：近年来，世界范围内发生了数次大面积停电事故，电网脆弱性更加充分地暴露出来，难以满足用户多样化的供电需求。与传统集中供电模式相比较，分布式发电以其接近用户侧、运行方式灵活、就地消纳清洁新能源等优点受到广泛关注。为了协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分挖掘分布式电源给电网和用户带来的潜在效益，智能微电网作为一种新型分布式能源组织形式应运而生，迅速得到国内外学者的广泛关注。

关键词：智能微电网；现状；应用前景

近几年内，微电网技术作为一个非常前沿的研究领域，其以环保、灵活、高可靠性等特点被欧美等发达国家大力发展。我国也开始对重点研究发展规划进行立项，以鼓励并支持各界在微电网等技术方面研究。微电网技术顺应了我国大力促进可再生能源发电走可持续发展道路的要求，因此对其进行深入研究具有重要意义。

1智能微电网概述及特点

1.1概述

智能微电网是独立分散的供电系统。在智能微电网系统中，可以通过交流母线上公共连接点的静态开关实现与交流大电网的链接与断开，即并网与孤岛模式的平滑切换。智能微电网由于靠近用户侧，输电线路短，减少了线路功率的损耗；同时，由于智能微电网能够并离网切换运行，增强了系统抵御大电网发生故障影响的能力，提高了智能微电网系统自身运行的可靠性。

1.2特点

1）并网和孤岛两种运行模式。在并网运行的状态下，智能微电网在大电网中充当削峰填谷的重要角色，降低因负荷峰谷差带来的电力故障，保障了大电网运行的暂态和动态稳定性。当大电网接纳能力有限或者发生故障时，智能微电网可以根据保护装置迅速的与大电网隔离，实现系统孤岛稳定运行，提高了智能微电网系统自身供电的可靠性。

2）稳定。通过合理的控制策略，智能微电网在孤岛运行状态下能够保障系统有功功率平衡和电压/频率的稳定和减小系统谐波以实现系统的稳定运行，从而满足用户负荷电能质量的需求。

3）兼容。由于可再生能源具有随机性和间歇性等特点，导致分布式电源的分布具有分散性。智能微电网可以将局部分散的分布式电源进行集中整合，从而实现多种分布式电源的兼容。

4）灵活。智能微电网不仅可以作为一个微型受控单元实现“即插即用”，而且通过手段实现不同电压等级下用户多样化的用电需求。

5）经济。智能微电网作为可再生能源有效利用的重要形式能够优化能源结构，减少污染排放，实现节能降耗的目标，提高可再生能源的利用效率。

2智能微电网中的关键技术

2.1微电网的储能技术

由于微电网采用分布式电源，尤其是可再生能源，如风力发电、太阳能发电。风电的随机性、太阳能发电的间歇性，使得储能装置成为了微电网必不能或缺的元件。现阶段用于电力系统的储能技术主要有：抽水蓄能电站、蓄电池储能、飞轮储能和超级电容器。目前已经应用于电力系统的有：抽水蓄能电站、蓄电池。抽水蓄能在技术上已经非常成熟，容量能够做得很大，但电站选址受地理条件等约束，厂址一般都离负荷中心非常远，有输电损耗以及在抽水和发电过程中，均有非常大的能量损失。蓄电池是历史较久的储能技术，其成本较低，技术最成熟，但在制造过程中造成环境污染，大容量的蓄电池还有待研究。超导磁储能系统（SMES）：利用超导材料制成线圈，由外部电网提供励磁，在线圈中产生磁场来储存能量，在需要时将此能量送回电网。与其他储能技术相比，SMES不仅有很高的转换效率、很快的反应速度；还可以用来调节电力系统的峰谷，消除电网的低频振荡，来改善电网的电压、频率特性。

2.2微电网的继电保护

微电网的保护与传统保护有非常大的差异，微电源接入使线路潮流是双向流转，另外，微电网在并网、孤岛运转形式时，短路电流大小不同很大。在独自运转形式时，因为微电源容量约束，所可以提供的故障电流大小，比正常电流更小，传统的电流维护装置已不能满足微电网维护对快速性的要求，所以如今需求采用更为先进的故障诊断方法，可以使微电网在孤岛和并网两种运行情况下，均能对微电网故障作出呼应，并且在并网时可以快速反应大电网故障。

3微电网技术的应用

3.1片区微电网

片区微电网主要有两种方法：一种是城市片区的微电网，这种微电网首要用在城市的繁华地段，为该地段分管电荷负载，帮助大电网给用户提供高质量的电能，减轻大电网的压力。另一种是农村的微电网，其作用适用于乡村电网的计划解列。片区微电网运用的可再生、清洁动力，可以减轻有害气体对空气和环境的污染，对当地的能源结构和电力发展以及改革都有着十分重要的现实意义，而且可以在一定程度上减轻地区的用电压力。

3.2工商业微电网

工商业的微电网在微电网的体系中应用最为广泛，一般应用于对用电质量和用电的可靠性要求比较高的地区，包括大学校园、商场、独立公寓以及高档居民区等地域，在这些地域应用工商业微电网能够为用户提供更加可靠、更加清洁的电能，提高用电水平，符合当地需求。

3.3偏远地区微电网

偏远地区的微电网是为了能够实现对偏远地区的供电而形成的，多是利用当地的可再生资源，就地取材，实现微电网的运行。

4微电网研究现状及其未来发展

4.1微电网研究

国外欧美及日本对微电网发展较早，而我国对微电网研究尚处在起步阶段，与形成规模化生产应用还有非常大的距离。微电网的发展主要致力于发展可再生能源，用于提高电网抗灾能力，也能合理利用可再生资源。现阶段国内己有多家单位开始进行对微电网的深度研究，国家973计划项目以及国家863高技术基金也对微电网的研究进行了资助，目前已取得较大的成果，但仍与发达国家的差距较大，我国还需加大对微电网的研究，掌握成熟的微电网技术，促进我国微电网在各方面的应用。

4.2微电网未来发展方向

4.2.1微电网的发展

微电网一个非常重要的任务就是控制微电网与主电网之间的潮流。由于传统交流系统的局限性越来越明显，微电网会越来越向高频方向及直流方向发展，未来将会出现高频交流微电网以及直流微电网。高频微电网中采用一般的有源线路调节器，用来控制潮流及减轻电流谐波的影响，能够有效的解决高频交流微网的潮流以及电能质量等问题。直流微电网有独特的直流输电线路，相比于传统交流系统，不会产生非常大的故障，且只有和主网相连接处，就需要用逆变器，系统成本及损耗降低了不少。

4.2.2微电网的智能化

智能微电网是基于集成、高速双向通信网络，运用先进的传感、先进的控制方法、先进的决策支持系统技术、测量技术以及先进的设备技术应用，能够实现电网的经济、高效、可靠、安全、环境友好的使用目的。智能电网的研究主要有以下五个方面：一是智能配电结构；二是智能电网管理；三是智能电网互用性智能运行；四是电能和用户适应性；五是智能电网断面潮流问题。

结语

新技术革命要求世界各国改变能源结构，开发可再生资源、清洁能源，以缓解现阶段世界各国能源枯竭、环境污染的严重问题，实现可持续发展。能源问题是世界各国面临的主要问题，尤其是我国，作为人口大国，对能源的需求更加紧迫，这是我国日后经济发展面临的严峻的挑战，相关部门应该加强对可再生能源和清洁能源的开发与利用，为今后的经济发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]李洪宇,康静.智能微电网技术发展分析与研究[J].电子技术与软件工程.2014(22)

[2]武星,殷晓刚,宋昕,王景.中国微电网技术研究及其应用现状[J].高压电器.2013(09)