新能源微电网与输配电网的并网策略

新能源微电网与输配电网的并网策略

刘志鹏

国网安徽省电力有限公司淮北供电公司 安徽省 235000

摘要：能源互联网的提出有助于实现能源的高效配置和可再生能源大规模利用，为世界各国能源绿色低碳发展和保证能源可持续发展，提供了新解决方案和方向。阐述能源环网的创建，实现能源高效配置，有助于推动可再生能源的大规模利用，探讨新能源微电网结构，输配电网建设和新能源微电网的并网、控制策略，相应的并网系统设计。

关键词：新能源；输配电网；并网策略

我国可再生能源在未来发电总量中所占比例逐渐提升。在可再生能源电网大规模外送过程中，进一步提升了我国电力网络输送和容纳能力要求，我国非常重视分布式发电的发展和应用，微电网作为其有效应用一种重要方式，也直接影响了传统电网的建构和格局，必将推动传统电网运行方式的改变。为加大对新型能源的有效应用，需要强化关于输配电网建设和新能源微电网的并网研究。

1输配电网建设

1.1柔性交流

柔性交流输电方式的运行基础，是利用电力电子技术，加强对电网运行的控制与优化，解决在风电相关新能源大量介入电网时，产生的多元化运行问题。实现了对配电网中电压、电功率等因素的控制与调整，增强配电网的运行能力，提升配电网的供电安全性，实现配电网的可操作性能。此技术应用优势：有效存储电力能源，并且保障能源形态的稳定性；科学控制无功功率，全面优化系统电压值；实现了对系统电压的有效补偿，依据实际情况适当调整；实现了高效稳定调节电气量。

1.2高压直流

能源使用应遵循高效环保的理念，基于国内发电能源分布特征，主要分布在西北地区，负荷分布在沿海区域，能源运输问题，造成较大的流动问题，为绿色环保的能源发展铺设了自然障碍。高压直流技术，具有的输电优势：容量较大、远程输电、供电损耗较小等。输电效率的影响因素是导线高温问题。此技术具有经济适用、耗损低的应用优势。

1.3建设集成信息化平台

以计算机网络和WEB网络平台，二者信息化平台作为输配电网基础建设的集成信息平台，将电力建设多个功能软件，分别安装在独立的服务器上，可将其划分为SQLServer运行平台、Oracle（数据库存储功能）和NETMOM（信息技术）三大运行环境，每一类软件均具有各自独立的数据库，实现数据的有效存储，为配电网提供功能强大的数据存储平台，输配网信信息化建设，具有整合信息功能的平台，利用网络服务功能和Socket工具，逐一实现配电网在多种数据环境运行时的信息传递，有助于提升配电网的运行能力，促进配电网建设良好完成。

2新能源微电网建设

2.1含光伏发电

光伏发电，是利用太阳能发电的形式，具有绿色环保的经营特征，此技术具有以下二个优势。

2.1.1光谱响应特征

光谱响应是用以表述光子产生电子的能力，入射波长与光转成电流之间具有影响作用，采取单色光照射方式，测量短路电流应具有的特性。光伏电池具有独特的光谱响应曲线，截止波长至少为0.8微米，包括七种可见光线、光谱响应的影响因素有多种，具体表现为：材料性能、电池设计等。与此同时，光谱响应曲线在温度的变化时，呈现不同状态一。

2.1.2伏安持征

发生短路时，光伏电池的电流值为I1开路状态，此技术输出的电压值为V1：一部分光伏电池在特定条件下获得了暗特性曲线。在正常光服时，光伏电池产生的电流与电压关系为伏安特曲线。

2.2微电网

2.2.1飞轮储能

飞轮储能是利用动能形式进行能量存储，在储能过程中，以电动机驱动产生的飞轮高速运动，利用飞轮带动发电机和功率转换器将能量输出到电网。在输配电网络中，飞轮储能以其简单设计、维修方便、持续性工作的优势，发挥调峰调频的功能。

2.2.2超级电容储能

基于化学双电层理论，超级电容器在电力充值期间，其电容表面保持一种理想状态，异性离子在电容器极板上的电荷位置，开始吸引电解质溶液，并且吸附在其表面.形成双电层电容，并与电极结构相结合。电荷层间距应不大于0.5ma，保障电容获取最大值。

3输配电网建设和新能源微电网并网策略

能源互联网是实现将不同类型清洁能源的集合，共同构成微电源，在和用电负荷和相应储能设备的应用下，可以建构成为自行控制微电网系统。在电网中实现微电网的并入，实现对不同类型电源的合理应用，有助于提升电网运行经济型。在并网过程中，要注意到微电网在主电网中接入后，会影响到整个电网的运行情况。想要对电网运行稳定性提供保障，为居民提供稳定的高质量电能，就需要强化微电网运行保护以及控制。微电网在应用中和主电网相比，可以充分应用新能源发电技术，最大化减小电网运行过程中的电能损耗。微电网系统的组成包括有储能装置、负荷以及微电源，在电子电网技术的应用下，可以实现对微电网中能量的有效控制及转换。另外短时间内，微电网也能够在外部主电网的应用下，有效满足运行需求，因此保障供电经济性以及可靠性。从外部来看，微电网具有独立性，将其在公共主网上连接，也可以结合实际需求对其进行独立运行，以此为电网运行稳定性提供保障。微电网并网运行方式，即为在PCC节点的应用下实现微电网和主网的连接，主网和微电网间电力功率也就可以在这一连接方式的应用下实现双向传输。

4输配电网建设和新能源微电网并网系统设计

基于DSP的并网系统设计，结合TMS320F2812 DSP设计了一款200W的太阳能并网光伏发电系统。而该系统的功能主要包含了太阳能光伏阵列、Boost变换器升压电路，并网逆变器以及工频升压变压器以及采用电路和控制电路等。

（1）控制系统CPU选择。本文此次设计主要选择了TI公司的DSP主控芯片为并网系统的控制系统的主要部件，通过改芯片能够充分地实现控制量的输入、产生的控制信号以及反馈信号等方面的处理工作，均是由DSP芯片的作用下完成的。这对CPU芯片的运算能力方面就存在很高的要求，而选择的DSP芯片不仅具备强大的数字信号处理能力，同时还拥有更加强大、更加完善的事件管理能力以及嵌入式控制功能。同时，还能够实现对所需要的处理的数据进行大批量的处理，因此该系统在显示方面还具备了一定程度的优势。进而，在太阳能并网系统设计当中，DSP芯片在保证了控制处理以及信号处理的实时性以及快速性的同时，还保证了系统的整体运行。并且，该芯片在系统主控电路当中能够实现并网系统的故障问题检测一击控制，也就是人机接口及发电系统状态的显示，从而使得对系统的控制变得更加直观。

（2）系统辅助电路设计。其电源的电路的设计是辅助系统电路的主要部分。如DSP电源电路以及时钟电路，前者通过利用TI公司的线性低压降型电压调节器的电源管理芯片，能够实现对DSP芯片以及小量外围配件的供电作用。后者，主要是利用精密较高的石英晶体振荡器所产生的，它能够为系统提供相对稳定的时钟振荡输入。

（3）数据采样电路的设计。为了能够更进一步保障太阳能并网系统的可靠运行，还需要针对其中各项电气的参数实现实时的采集采样。

（4）采集信号处理电路的设计。该部分的设计在系统当中主要是用来接收模拟信号，实现对系统工作状态的监控，然后通过采样得到的实时数据精确的计算出每一个定时器周期所需要输出的脉冲宽度。结合所得出的结果，利用PWM信号和驱动电路，将其成功转化为能够有效驱动MOSFDT的信号，最后实现对控制系统的输入，以及保障了系统的高效稳定运行。

4结语

在电网和微电网并网中，想要对微电网和电网传输功率可调节性和可靠性提供保障，需要强化微电网控制策略研究，进而实现对微电网接入的科学调控，以此实现合理并网，实现对可再生能源的合理应用，真正起到节能减排效果。

参考文献

[1] 李俊霖.新能源微电网与输配电网的并网策略[J].电子技术,2022,51(10):290-291.

[2] 周科宇. 新能源微电网直驱风电与光伏混合电压源控制策略研究[D].广东工业大学,2022.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2022.001726.

[3] 张一,张玄哲.新能源微电网电压稳定性分析及控制策略[J].河南科技,2021,40(14):130-132.

[4] 崔丹丹,习建军.多种分布式新能源微电网优化配置研究[J].新余学院学报,2020,25(05):37-42.