中國微電網(wǎng)技術(shù)研究及其應用現(xiàn)狀分析

張鑫　王蔚

摘要：微電網(wǎng)是一種結(jié)合了電能供應與優(yōu)化控制的微型電力網(wǎng)絡布設技術(shù)，在我國一些人口集中的海島、校園等應用較多，本文就微電網(wǎng)技術(shù)進行了概述及組成研究，并就其應用特點以及現(xiàn)狀進行了研討。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)技術(shù);應用現(xiàn)狀;電力

引言

微電網(wǎng)是我國電力供給結(jié)構(gòu)的一種形式，它是積極利用當前新型綠色再生能源進行電能供應的一種電網(wǎng)技術(shù)，當前我國各地都在積極應用這種新型能源與電能網(wǎng)絡輸送結(jié)構(gòu)技術(shù)，為國家電網(wǎng)電能輸送結(jié)構(gòu)提供了補充，未來微電網(wǎng)還會得到技術(shù)更新與更廣泛地應用。

1微電網(wǎng)技術(shù)概述以及組成分析

1.1微電網(wǎng)技術(shù)概述

微電網(wǎng)技術(shù)其實就是由微型電源以及電能負荷共同組成的一種電能供、消網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，微電網(wǎng)運行中電源實現(xiàn)電能供應，而負荷結(jié)構(gòu)則實現(xiàn)電能向其他能量的轉(zhuǎn)換。我國研究人員對于微電網(wǎng)的定義為：一種小型發(fā)配電系統(tǒng)，它主要由儲能裝置以及電網(wǎng)控制系統(tǒng)以及電源結(jié)構(gòu)構(gòu)成電能供應單元，而由網(wǎng)絡電能負荷設備組成電能消耗單元，微電網(wǎng)可以進行供配電以及電能消耗的自我管理以及保護操作，當前微電網(wǎng)已經(jīng)成為我國智能電網(wǎng)建設中的重要建設內(nèi)容。

1.2微電網(wǎng)的主要供電單元組成分析

1.2微電網(wǎng)中的分布式電源裝置

針對不同的發(fā)電系統(tǒng)采用不同的分布式電源，目前的發(fā)電類型包括光伏發(fā)電、水利發(fā)電、風力發(fā)電以及潮汐發(fā)電、內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)等，對于微電網(wǎng)對接的發(fā)電類型主要是可再生能源發(fā)電。微電網(wǎng)和外部大型供配電網(wǎng)絡相比，容量小而且電壓等級也相對較低，因此一般以380V、10kV和110kV的電壓等級和外部大電網(wǎng)進行能量交換。

1.2.2 儲能裝置

隨著儲能技術(shù)的發(fā)展，目前儲能裝置也已有多種類型，部件包括熱儲能裝置、機械儲能裝置，還包括電磁儲能裝置以及新型電化學儲能裝置。電化學儲能裝置一般通過蓄電池儲能實現(xiàn)其功能，對于電磁儲能裝置而言一般采用超導體和超級電容來實現(xiàn)其功能。

1.2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)作為微電網(wǎng)中必不可少的一環(huán)，主要實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，保證整個系統(tǒng)的運行，包括計量系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、保護系統(tǒng)以及能量管理系統(tǒng)等多

個子系統(tǒng)。

2微電網(wǎng)技術(shù)的主要特點研究

微電網(wǎng)是目前我國非常重要的一種電能供輸結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)而言，微電網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯，它較為清潔、控制更加智能、使用靈活，因此在很多區(qū)域電網(wǎng)建設中都在積極利用微電網(wǎng)技術(shù)。

2.1微電網(wǎng)技術(shù)非常清潔

由于微電網(wǎng)建設中分布式電源設備連接的通常為清潔能源設備，并且分布式電源還可以連接多種再生發(fā)電技術(shù)設備，電源與負荷結(jié)構(gòu)甚至可以一體化運行，可再生能源發(fā)電效率較高并且可以實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)電能消納，能源利用率相對較高，因此非常清潔環(huán)保。分布式電源以及儲能結(jié)構(gòu)等電能供應單元結(jié)構(gòu)的運用可以提升水力、風能以及地熱等電能轉(zhuǎn)換效率，對區(qū)域資源的利用效率提升也有較大幫助。

2.2微電網(wǎng)技術(shù)智能化效果較好

由于在當前進行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設時通常會融入智能化技術(shù)，以提升微電網(wǎng)運行的智能化效果，在微電網(wǎng)中設置了智能化電子設備以及具有高效率儲能效果的設備、以及科學性較高的能源管理系統(tǒng)，可以優(yōu)化微電網(wǎng)運行中的智能化表現(xiàn)。

2.3微電網(wǎng)有自治能力

微電網(wǎng)技術(shù)在運行中具有非常好的電能控制單元，其智能化程度相對較高，電網(wǎng)運行具有很好的輔助供能效果，還能夠獨立自治，在微電網(wǎng)內(nèi)部具有優(yōu)良的電能平衡效果。

2.4微電網(wǎng)運行可靠

由于微電網(wǎng)中結(jié)構(gòu)完整性非常高，整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)以及暫態(tài)的控制以及安全保護，并且微電網(wǎng)的運行自治性能較好，可以在國家電網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障的時候進行功能，因此微電網(wǎng)整體運行更加可靠，并且可以與國家電網(wǎng)運行互補，提升區(qū)域供電穩(wěn)定性，尤其在一些需要穩(wěn)定供電的校園等區(qū)域運用微電網(wǎng)可以降低其科研活動的電能供應影響，為區(qū)域電能發(fā)揮最大作用提供可靠、安全的保障。

2.5微電網(wǎng)運行非常靈活

微電網(wǎng)運行中分布式電源結(jié)構(gòu)與多種供能方式對接，具有非常好的控制靈活性，尤其是智能化控制體系的融入能夠根據(jù)微電網(wǎng)運行需求進行多種供能方式的切換與調(diào)整，為微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的負荷設備提供方式靈活、運行穩(wěn)定的電能供應，并且由于微電網(wǎng)中還有非常高效的儲能單元，可以為微電網(wǎng)運行提供儲備電能，也可以降低發(fā)生突發(fā)問題時電能終端的影響。

3微電網(wǎng)技術(shù)應用現(xiàn)狀分析

我國最早將微電網(wǎng)應用在一些邊遠地區(qū)以及海島區(qū)域、城市中人口密集的園區(qū)內(nèi)，因為這類地區(qū)的特征較為明顯，非常適合應用微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，城市園區(qū)中的一些校園、住宅小區(qū)等具有人口密度大、用電集中等特點，對于這些區(qū)域進行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設施工能夠有效提升區(qū)域電能供應的穩(wěn)定性，例如在河南財專于2010年進行了光伏發(fā)電微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設就給財專的校園工作提供了穩(wěn)定、安全的電能環(huán)境。當前我國城市園區(qū)開展微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布設的主要形式為聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而在一些邊遠地區(qū)進行微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設時，根據(jù)這些地區(qū)人口密度相對較小，而針對這些地區(qū)進行國家傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設不僅需要大量建設投資，并且運行維護難度大，電力資源浪費相對嚴重，所以針對這些地區(qū)進行微電網(wǎng)建設可以有效提升這些區(qū)域的電能供應效果，在我國邊遠區(qū)域如新疆以及西藏等人口稀少的偏遠地區(qū)多進行了微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設。而內(nèi)蒙古的部分地區(qū)由于風能較多，且人口相對稀少，開展微電網(wǎng)建設能夠為該區(qū)域人員提供有效的電能供應以及電能供應清潔性優(yōu)化，因此應用也交廣。而海島區(qū)域距離國家大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較遠，電能供應較為困難，而海島區(qū)域的風能資源非常豐富，還有非常優(yōu)良的潮汐能，利用多種清潔能源進行電能轉(zhuǎn)換，為海島內(nèi)人員生活、生產(chǎn)提供電能，未來微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢下，微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以與很多新型電能再生與轉(zhuǎn)化技術(shù)設備相連接來給電網(wǎng)中的負荷設備提供能源，如水力發(fā)電設備、風能發(fā)電設備、潮汐能發(fā)電設備等，也能夠防止柴油機等發(fā)電設備運行的環(huán)境污染問題，在我國很多海島區(qū)域都積極應用了微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)，包括山東煙臺長島、浙江福山島以及海南的西沙永興島等，海島微電網(wǎng)和邊遠地區(qū)微電網(wǎng)相同，均屬于獨立性微電網(wǎng)。

結(jié)束語

總之，我國微電網(wǎng)技術(shù)為很多邊遠、海島區(qū)域提供了穩(wěn)定的電能輸送，解決了這類地區(qū)的電能供應難題，同時其在一些城市校園區(qū)域的應用也給人口密集區(qū)域使用新型綠色能源提供了技術(shù)參考，在未來國家政策的進一步扶持下，微電網(wǎng)技術(shù)方案會更加科學、安全，而其運行過程中對于新能源的利用率也會更高。

參考文獻

[1]趙卓立，楊蘋，鄭成立等.微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定性研究述評[J].電工技術(shù)學報，2017，32（10）：111-122.

[2]李鵬，竇鵬沖，李雨薇等.微電網(wǎng)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應用[J].電力自動化設備，2015，35（4）：8-16.DOI：10.16081/j.issn.1006-6047.2015.04.002.

[3]張曉雪，牛煥娜，趙靜翔等.含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度[J].電工技術(shù)學報，2017，32（7）：165-173.

[4]李想，郭姍姍.計及發(fā)電成本和收益的微電網(wǎng)規(guī)模確定方法[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2017，45（15）：50-54.DOI：10.7667/PSPC161217.

作者簡介：

張鑫，女，漢族，河南濮陽人，長春工業(yè)大學碩士研究生，主要從事電力變換技術(shù)與新能源開發(fā)方向研究。