微電網關鍵技術及其應用分析

凌智琛

【摘 要】微電網技術是近年來發展起來的新型電力技術，將燃氣輪、風電、光伏發電、燃料電池和儲能設備等拼裝在一起，并接入一側用戶，有效解決了普通電網技術的問題。本文主要就微電網關鍵技術及其應用進行分析。

【關鍵詞】微電網；關鍵技術；應用分析

一、微電網概況

（一）微電網產生的背景

現代社會經濟在飛速進步與發展，與此同時也加快了推動了人們對電的大量需求，電網的建設也在不斷的擴大，大電網建設時也發現了問題，建設費用成本較高，人為運行難度系數大等，用戶在對電力的要求也暴露了極大的問題，如電力的高要求、電力的可靠性和對電力的需求等也存在諸多問題。一些發達國家近幾年來發生了諸多大面積停電，這充分暴露了大電網的漏洞與脆弱。而分布式發電就解決了諸多問題，它相比傳統電力而言，可靠性高、清潔方便和高校快能。分布式電源位置也具有靈活和分散性特點，它可以減少電網升級改造的高額費用，可以和電網的相互輔佐進一步提高用電的穩定性和可靠性。因此，有些發達國家開始對分布式發電系同展開研究。到目前為止發現，分布式電源單機成本高，操作難。為了減少分布式對普通電網的沖擊，應對電力系統發生故障，分布式電源要退出大電網，這正好限制了其自身的優勢。為了解決諸多不利，做到積極作用的充分發揮，比較好解決的方案就是使用微電網。

（二）微電網的定義

微電網是由其負荷與微電源構成，是一種小規模的分散性獨立系統。先進電力技術被它充分利用，它將燃氣輪、風電、光伏發電、燃料電池和儲能設備等拼裝在一起，并接入一側用戶。在大電網中的微電網可以當做可控單元，在數秒內它可行動，并提供了電域的供電的可靠性、降低損耗、穩定電壓，同時可以提供不斷電源和滿足用戶的一些要求。光伏發電、風能或者燃料電池等微電源是微電源所包括的，微電影也可提供連接熱負荷，并為用戶提供熱源。

二、發展微電網要解決的關鍵問題

（一）微電網與現有配電網的協調發展

微電網和有配電網共同發展，現有配電網要全新改造和配電網的全新建設。如現代的科技園就開始引入了太陽能發電分布式的理念，保持與原來配電網的聯系，這使微電網的特征突顯。但許多配電網的用戶都要實現供電，所有對現在供電網絡方式改造的技術問題難度較大。

（二）微電網技術

目前微電網也存在著問題，有許多要進一步研究和突破的技術難題，這包括新能源發電技術、電力電子技術、儲能技術和通信技術等。

1.電力電子控制裝置

靈活運行是微電網的主要運行方式，是在先進的電力電子接口基礎上的，微電網可以同時靈活插入主網，還可以使各個微電源實現“即插即用”。

2.儲能關鍵技術

微電網的儲能裝置是不可缺少的重要設備，它可以取長補短提高歇式能源的利用效率。我國也研制出了類似的設備，如650 Ah鈉硫電池單體、100 kW/200 kW的全釩液流電池系統等。與此同時，飛輪儲能技術的應用也取得了很大的成效。

3.協調繼電保護和無功補償技術

微電網的保護方法之所以有異于傳統配電網的保護方法，關鍵在于微電網具有多電源特性，導致兩者存在很大的差異，它關鍵的難點就是當潮流的并網、雙向流動及孤立運行時，短路容量所發生變化的方面。所以，在低壓側集中無功補償這一點上，傳統配電網變得不再適用于微電網。

4.監測技術

由于微電網構造特別，顛覆了傳統配電網供電的方式，所以，高效管理微電網的根本便是使用優秀的監測技術。

（三）微電網的仿真試驗及示范應用

微電網試驗與仿真的工作，大體包含了研究數字仿真與物理建模仿真接口、數字仿真技術研究、以及開發數字仿真與物理動模仿真混合仿真等項目，建設示范工程，就是微電網通往實際應用的必經之路和試金石。

三、我國微電網應用展望

微電網擁有的眾多好處將能有效填補大電網的不足。它所特有的運行方式除了實現電力用戶眾的種種需要，還能確保在極端條件下持續的電能供給。在未來，分布式能源技術勢必將成為國家之選，然而分布式能源入網目前尚有許多問題，現如今我國已在全力開發光伏及風電等分布式能源，相信有了微電網，大電網與分布式能源二者的沖突將不在話下。

在我中國眾多的中小城市及偏遠地帶，存在著部分污染嚴重、損耗巨大、效率低下、運行費用高昂等諸多問題的小水電及火力發電等在內的傳統發電機組，他們將被“上大壓小”，拆除或者停運。我們可以大可以深挖這些機組的功能，組裝成為微電網進行適當地再利用。而在政策法規方面，我國目前已制定了部分推廣建設微電網的有效政策，例如采用價格優惠及新能源與可再生能源優先上網等系列的政策。

參考文獻：

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