微電網技術在主動配電網中的應用研究

是建新

國家能源集團寧夏電力公司，寧夏銀川，750411

0 引言

隨著我國當前的發展速度越來越快，人們對電能發展質量的要求也越來越嚴格，所以在當前的發展情況下，必須要不斷地將一些分布式能源接入到電網中。因此，傳統的電子單向無緣配電網已經無法滿足當前時代發展的需求，所以就必須要進行適當的改進。為了確保電力系統的能源利用率，可以對電力網的輸入情況進行有效的分析。比如說在當前的環境下，電力網一般都會采取電力雙向傳輸的過程，內部有主動控制、儲能裝置等優化的分布式能源配電網。一般來說，微電網主要控制的是系統、負荷、儲能設備，能夠迅速實現儲能設備的調控，也就是能夠做到即插即用。但是如果在常態時連接的電網中，如果主電網出現了故障，或者是主電網中的電源已經斷開，系統就會自動斷開主網，使其他電能發展的運行保持良好，除此之外，當地的能源運行情況也不會受到影響。所以在整個微電網的發展過程中，一直是作為一個單獨可控的單元進行發展，通過這種主動接入配電網的方式，有效推動當前電力事業的發展。

1 微電網技術的概念及其特點

首先在介紹微電網技術的概念前，必須要了解到電網的一個基本性質。那就是，電網的發展容易受到當地的經濟環境、社會環境以及自然環境的影響，所以電網的整體發展就呈現出了一種非常復雜的情況。這個發展狀況與當地的社會環境以及人文環境是相匹配的，所以微電網技術一直沒有一個準確具體的發展概念。但是落實到我國的具體發展情況上來說，我國國內的學者根據當前我國的實際發展情況，讓微電網看做成一種獨立可控的特殊網絡結構，在當前使用的過程中，可以將一些綠色的清潔資源轉化成為微電源，并根據當前的實際用電情況有針對性地調整，集中調配各種能源，滿足當前我國社會發展的整體需要。

而就目前我國微電網技術的發展來看，微電網的特點很多，但卻有三個非常基本的特點。第一個特點就是，微電網技術在與大電網技術進行連接時，往往會采取單點接入的方式。這種連接方式能夠有效發揮電網內部各裝置的系統作用，不斷提高能源運作的效率，同時還能夠不斷降低損耗，提高能源的利用率。第二個特點就是，在不同的應用模式下，電網的作用會發生變化。比如說在運行的過程中，通過對電能供給的調查，能夠發現當前電能不僅依靠于主電網，同樣也會依靠一些微電網的供給。而微電網中又具有一個非常重要的特點，那就是根據實際的情況，調整電能的作用。比如說在微電網的控制下，當電能出現故障時，會立刻將有故障的電路斷開，這樣能夠保證其他電路的有效運行。第三個特點就是，微電網的使用慣性相對比較小，但整體的工作效率卻非常高。通過對當前電網實際教學工作的調查，一般在使用的過程中，電網是不會出現使用慣性的，即使是在使用的過程中出現了其他電路電網負荷較大的問題，微電網也會自動對其他情況進行調整，利用其他電網的電路進行有效的補充，來增加電網運行的穩定性[1]。

2 主動配電網的微電網框架分析

在了解主動配電網的微電網框架前，首先可以了解一下主動配電網的基本概念。一般來說，主動配電網是相對于傳統的單向電力傳輸網而言。兩者在比較的過程中有非常大的不同，主動配電網能夠有效地對電荷的分布進行協調和管理，而對于傳統的單向電力傳輸而言，只能滿足當前電荷傳輸的需要。而當前我國社會發展已經進入了一個新形勢，傳統的單向電力傳輸網已經無法滿足當前發展的需要。而在當前的過程中，主動配電網利用單點接入的模式，能夠有效利用計算機系統，對當前的發展進行有效協調，從而充分發揮整個配電網系統的整體價值[2]。

3 微電網接入主動配電網的控制方案

當前我國微電網的發展已經進入了一個新局面，所以也有越來越多的微電網主動接入到了主動配置網中。所以在這種情況下，微電網在使用過程中的分布特性和使用率都越來越明顯。試想一下，如果在一塊范圍相對較廣的區域，要如何利用微電網控制整個網群的發展呢？一般在這種情況下，主要有三種不同的控制方式，集中控制式，集中—分散式控制，分布式控制。下面分別介紹這三種控制方式的不同特點。

首先對于集中控制式來說，通過結構圖，如圖1所示，能夠明顯地看出，主動控制網的配電中心直接掌握了整個微電網的完整信息，在整個系統中處于一種主體地位。雖然能夠有效地進行能源調整，但同樣也帶來了一定的問題，因為主動控制網的配電中心占據了過大的主導權，所以在實際應用的過程中無法采取更加靈活多變的控制手段。而隨著我國經濟以及電力能源的不斷發展，數據信息和運算量也會變得更加復雜，也就會對控制中心提出更高的標準。然而在這種情況下，它的控制性和兼容性都很難有效地得到實現。

圖1 集中式控制圖

對于集中—分散式的控制來說，通過結構圖能夠發現在控制結構中，共有兩個不同的控制中心，分別是微電網控制中心和主動控電網的配電中心。這兩個控制中心處于同一個平層，也就意味著這兩個控制中心之間是平等的。而在應用的過程中，微電網控制中心負責微電網系統，將信息進行有效的整合。在整個系統中，通過這樣的方式能夠有效將任務進行分解。相比于第一種集中控制式的方式來說，這種方式能夠有效將一部分權力分散給微電網控制信息中心，避免出現數據擁堵的情況，具有非常好的實時性和延展性。

對于分布式控制來說，通過圖形結構能夠看出，在這個結構系統中，只有一個主動配電網控制中心，但卻有五個微電網控制中心，而這五個微電網控制中心又分別對應五個微電網。也就是說，對于這個系統來說，這種控制方式既是主動的，也是被動的。它既不需要完全依賴于配電網控制中心，使整個控制變得更加靈活，效率變得更高。同時在這個結構中，微電網控制中心協同運行，即使微電網控制中心出現了故障，也不會對整個系統造成特別大的影響，有非常大的可靠性。

每一種控制方式都有自身的優缺點，這三種控制方式并沒有優劣之分，所以在選擇的過程中，可以根據當前電網的實際情況，選擇合適的控制方式[3]。

4 主動配電網中微電網技術優勢的應用分析

在當前的實際發展中，發現有大量的分布式電源接入到了配電網中，也許配電網的運營管理以及配電模式發生了極大的變化。而在這種情況下，分布式電源的隨機性和波動性都會對整個電網的發展帶來更多的新問題，如說潮流的隨機變化，電壓的無規律性變化等。所以在這種情況下，必須要不斷提高主動配電網對分布式電源的接納能力，并利用微電網技術整合各種分布式電源，不斷增強主動式配電網的實用性，推動當前電網的全面發展[4]。

4.1 提升了分布式能源的利用率

利用微電網技術，整合不同種類的分布式電源的不同特點，使其不斷發揮出各自的優越性，從而解決容易出現的拓展和兼容問題。將微電網技術應用在主動配電網中，能夠對功率的雙向流動進行有效的控制。在這種情況下，能夠有效提升分布式能源的利用率，用最短的時間、最少的能源完成最多的任務。比如說從微電網系統內部的可控電源來看，在研究的過程中首先就需要保障用戶的基本用電能力，并對微電網的基本能量管理體系進行分析，利用網絡對電能的實際使用進行有效的分析后，可以將多余的電能配送給其他的一些大電網，從而使整個系統的發展變得更加和諧。通過上述的介紹能夠了解到，當前的微電網技術大幅度提高了主動配電網對常規能源和新電源的利用效率，有效提升了分布式能源的利用率[5]。

4.2 促進了配網質量的進一步提高

由于在當前的主動配電網中，存在著大量的分布式電源和各類的儲能裝置，這些也就在一定程度上加重了當前主動配電網的負擔和壓力。所以這也就帶來了一些電壓分布的復雜變化，嚴重影響到了當前主動配電網的質量和穩定性。通過對電網中的電抗與電阻值的分析，發現這兩組數值相對來說比較接近。這也就意味著，在當前的分布式電源中，有功功率和無功功率并不會對電壓造成太大的影響。相反，電壓的穩定性反而受到了分布式電源的分散性、隨機波動性等的影響。而在當前，微電網技術的發展也為整體的并列技術提供了更好的技術支持。利用微電網技術，有效地解決當前配網質量中出現的問題，尤其是電網電壓不穩定等問題。舉一個例子，比如說以微電網的平滑切換技術為例，在使用的過程中就能夠有效緩解傳統技術帶來的不利影響，能夠不斷提高電壓的質量，保證電壓運行過程中的穩定性，給當前人民的生活帶來更多的便捷[6]。

4.3 為主動配網運行管理提供了便利

做好微電網各群體之間相互協調和技術支持，是相對來說比較困難的一件事。就目前我國的發展研究情況來看，這種情況并沒有得到有效的解決。尤其是在供電的過程中，必須要保證不間斷供電，為用戶提供實時的電價信息，都是非常困難的一個過程。所以在這種情況下必須要利用微電網進行分布式電源的整合，通過這種方式，能夠不斷解決傳統配網運行過程中的問題，尤其是將一些復雜的問題變得更加簡單，也減少了當前技術人員的學習難度。同時，微電網系統也給主動配電網提供了更多更有時效的信息，保障了整個系統的安全運行。

5 結語

通過上述對微電網技術在主動配電網中的研究，了解到了微電網技術發展的概念以及特點，對主動配電網中微電網框架有了細致的了解，并了解到了微電網接入主動配電網的三種不同的控制方案，這三種控制方案各有優點，需要根據實際的應用情況進行有效的選擇。隨著當前全球環境不斷惡化，不可再生資源變得愈發緊張，在電力運行發展的過程中就必須要大力利用可再生資源，解決電力傳輸過程中的不確定性，以及在電力傳輸過程中可能出現的電網運行受擾的問題。微電網接入到主動配電網中已經成了未來發展的大趨勢，對于當前我國的技術人員來說，也要不斷推動主動配電網管理技術以及控制技術的進步。對于當前我國的整體發展來說，仍然要不斷加大對微電網技術的研究，不斷推動整個技術的深入發展。