探究智能微網在分布式能源接入中的作用與挑戰

牛亞琳 付甲豪

【摘要】：由于全球能源危機的爆發，我國產生了電能利用緊缺的問題。而分布式可再生能源發電的出現，憑借著便于用戶直接利用和多能互補等方面的優勢，獲取了很大的關注度。依靠智能微網的形式，使其被有效接入至配電網當中，保證電網正常的運行。本文通過分析智能微網在分布式能源接入當中的作用，同時說明了智能微網在分布式能源接入中涉及到的技術與挑戰。該研究以分析智能微網在分布式能源接入中的作用和挑戰作為主要的目的，進而增強智能微網在分布式能源接入當中的應用效果。

【關鍵詞】：智能電網 微網 分布式能源

前言：近些年來，我國的經濟水平雖然得到了很大地提升，不過隨之而來的卻是巨大的能源需求量。分布式可再生能源發電自從出現之后，便被有效運用，并發揮出良好的效果。實際上，通過將分布式可再生能源接入到配電網當中，其所形成的波動與間歇性情況，將帶給配電網的正常運作很大的干擾與影響，致使電力系統的運行失去了安全保障，與此同時，由于分布式能源發電的接入，還會使整個電力系統處于無法管控的狀態之下，進而影響分布式可再生能源在電力系統當中的作用發揮。鑒于此，系統探討和分析智能微網在分布式能源接入中的作用和挑戰顯得尤為必要，具有重要的研究意義與實踐價值。

一、智能微網在分布式能源接入當中的作用分析

所謂智能微網，主要針對的為包含了分布式能源、負荷、相關能量變換設備、 監測以及保護設施的一種智能化配電系統，其規模較小，可以達到對自身管控的效果。對于智能微網而言，涵蓋了以儲能、光伏及負荷組成的小型微網；以光伏、風力及儲能等組成的不同類型裝置微網；基于相應技術下的分布式電源與微網組成的公共微網等。顯然，智能微網能視為一種電力系統，擁有完善的發電與配電功能作用，能夠完成配電網中的能量調整。在智能微網中，智能化、靈活性等優勢特征十分顯著。通過將智能微網接入到分布式能源當中，能夠確保運用的高效性，同時也處理了多元化、巨大數量的分布式能源無縫接入的難題，充分發揮出對能量的管控作用，使電力系統運作工作人員的調度難度減小，讓可再生能源的接入水平獲得一定的提高【1】。

二、智能微網在分布式能源接入中涉及到的技術與挑戰說明

（一）注重微網運作的管控和保護處理

第一，應該重視電壓與頻率方面的穩定性管控。通常情況下，可再生能源出現離網、并網以及波動的情況，均將導致微網電壓出現改變。并且大部分的可再生能源均是電力電子設施并網的形式，由此使系統的慣性出現較小的情況，處于離網運作的狀態之下，產生的頻率會形成飛快的變動，所以，對于微網當中的分布式電源運作管控來說，只有確保電力系統能夠處于各個類型的運作形式下獲得較為穩定的電壓與頻率，才能達到最佳的運行效果。

第二，處于故障狀態之下的運作方式可以實現無縫切換處理。一些智能微網擁有不同的運作形式，即聯網與獨立運作的方式，應該做好不同種類分布式可再生能源接人的微網故障檢修工作，完成相應內部與外部故障數據的自動化解列與無縫切換處理，以便發揮出智能微網的良好作用【2】。

第三，做好架構的保護工作。從當前國內外在微網架構保護方面的研究與實踐情況來看，主要涵蓋了以下幾類不同的方式：即對等管控、分層管控以及主從管控等不同的方式。實際上，目前很多分布式可再生能源，比如：常見的風電、光伏等相應的并網逆變器裝置與有關技術的應用程度并不高，無法達到智能微網運作靈活性的規定，所以，有待后續的進一步改進和優化處理。

（二）做好微網能量調整和優化管控工作

通常情況下，在智能微網當中，實現了不同類型能源輸入、不同類型產品的輸出以及不同類型能源轉換單元的集成處理，使得智能微網當中能量的時變性與不確定性更加明顯，要求科學的調控方式予以管控，以便達到智能微網當中能量管控和經濟調度的協調，讓智能微網總體的運作效率獲得提高。一般來說，在智能微網能量管控系統當中，包含了集中調度與分散管控等不同的形式。其中，前者涵蓋了上層中央能量管控系統、底端分布式電源以及負荷等不同的管控器設施構成，兩層間實現了雙向通訊[3]。而對于后者來說，調控智能微網的能量，依靠有關分散設備層管控器裝置實現，其中不同設備層管控器裝置的功能體現在和智能微網當中的別類設施的協同合作，使得智能微網的運行效率變得更加高效。雖然集中調度方式在技術運用方面擁有一定的實踐經驗，不過在對智能微網運作的優化方面依然具備極大的潛能。

（三）加大對微網電能的質量監測和治理力度

對于智能微網來說，無論是間歇型電源的反復啟停，還是其輸出功率的不斷改變，均對用戶造成很大的電壓變化與閃變等方面的影響，出現相應的電能質量不足。運用在智能微網當中的電源，一般運用的為電力電子技術，其會形成嚴重的諧波污染現象；而單相分布式電源與單相負荷的產生，則加劇了電力系統的三相失衡情況。從當前的情況來看，進行智能微網電能質量的治理技術涵蓋了靜止無功補償裝置與無源濾波器等設施。當較高性能的電力電子元件的誕生，再加上網絡信息技術、微處理技術等技術的不斷進步，必將會達到不同用戶的相應需要，使電能質量的治理水平得到更大地提升。

結論：從此次論文的闡述和分析當中，不難看出，系統探討和分析智能微網在分布式能源接入中的作用和挑戰顯得尤為必要，具有重要的研究意義與實踐價值。本文通過分析智能微網在分布式能源接入當中的作用，同時說明了智能微網在分布式能源接入中涉及到的技術與挑戰：注重微網運作的管控和保護處理、做好微網能量調整和優化管控工作、加大對微網電能的質量監測和治理力度。希望此次研究的內容和結果，能夠獲取相關配電網運行管理人員的關注與重視，并且從中得到相應的啟發和幫助，以便充分發揮出智能微網在分布式能源接入當中的良好作用，推動我國智能微網建設事業的不斷前進與進步。

【參考文獻】：

【1】王成山，王守相.智能微網在分布式能源接入中的作用與挑戰[J].中國科學院院刊，2018，35（22）：125-128.

【2】劉惠萍.區域分布式能源的智能微網能源管理[J].電力與能源，2017，33（15）：414-417.

【3】陳燿圣，楊蘋，曾智基，etal.考慮微電網運行域的配電網分布式能源規劃[J].電力系統自動化，2019，38（23）：283-291.