來(lái)源:重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院
北極星儲能網(wǎng)訊:微電網(wǎng)即微型電網(wǎng)是一種由負荷和微型電源共同組成的、可提供電能系統。
微電網(wǎng)相對外部大電網(wǎng)表現為一個(gè)單一的可控單元，該可控單元能夠滿(mǎn)足微電網(wǎng)內部用戶(hù)對電能質(zhì)量及供電可靠性和安全性的要求。
微電網(wǎng)特征
1、微電網(wǎng)內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，并提供必要的控制。
2、微電網(wǎng)相對于外部大電網(wǎng)表現為單一的受控單元，并可同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)對電能質(zhì)量和供電安全等方面的要求。
3、微電網(wǎng)存在兩種典型的運行模式：正常情況下微電網(wǎng)與常規配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，稱(chēng)為聯(lián)網(wǎng)模式;當檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿(mǎn)足要求時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)而獨立運行，稱(chēng)為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。
國內外現狀
近年來(lái)，許多國家如美國、日本、澳大利亞等紛紛開(kāi)展了對微電網(wǎng)技術(shù)的研究，并且解決了一部分微電網(wǎng)技術(shù)中的運行、保護、經(jīng)濟性等理論問(wèn)題。
國外微電網(wǎng)發(fā)展
美國是最先提出了微電網(wǎng)概念的國家，1999年美國可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì )，首次對微電網(wǎng)在結構、控制、經(jīng)濟等方面進(jìn)行了研究并于2002年正式提出了相對完整的微電網(wǎng)概念，并且是目前微電網(wǎng)概念中最權威的一個(gè)。
歐洲國家于2005年提出“Smart Power Networks”計劃，隨后便出臺該計劃的技術(shù)實(shí)現方略。“Smart Power Networks”計劃作為歐洲2020年及后續的電力發(fā)展目標表明了未來(lái)歐洲電網(wǎng)需具備以下特點(diǎn)：靈活性、可接入性、可靠性及經(jīng)濟性。
并且提出微電源輸出端逆變器相應控制策略：PQ控制VSI(voltage source inverter)控制策略。同時(shí)提出優(yōu)化約束方程，并對超額發(fā)出熱能的棄用制訂了懲罰方案。最后，在滿(mǎn)足微電網(wǎng)電、熱雙重需求的條件下，以系統燃料耗量最低為目標，提出了優(yōu)化的功率分配方案。
國內微電網(wǎng)發(fā)展
2008年初，冰雪天氣導致我國發(fā)生大面積停電，只有少數小電網(wǎng)在支撐重要用戶(hù)運行。這暴露了我國現有的網(wǎng)架結構在保障用戶(hù)供電方面所存在的薄弱環(huán)節同時(shí)也將微型電網(wǎng)的作用充分展示了出來(lái)，并促使我國加快了對微型電網(wǎng)的研究步伐。
2009年，中國國家科技部通過(guò)“973”計劃項目，專(zhuān)門(mén)資助了分布式發(fā)電供能系統的相關(guān)基礎研究。
次年，中國國家科技部通過(guò)《國家高科技研究發(fā)展計劃(863)》立項了近十個(gè)有關(guān)微電網(wǎng)方面的研究課題。
“十二五”期間，我國將在太陽(yáng)能、風(fēng)能占優(yōu)勢的地區建設成微電網(wǎng)示范區，同時(shí)還將推動(dòng)建設100座新能源示范城市。
我國微電網(wǎng)的發(fā)展雖尚處于起始階段，但微電網(wǎng)的特點(diǎn)適應我國電力發(fā)展的需求和方向，具有廣闊的發(fā)展前景。
微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
在微電網(wǎng)研究領(lǐng)域，最為關(guān)鍵的技術(shù)是微電網(wǎng)的運行控制。
目前，有三種比較常見(jiàn)的微電網(wǎng)控制方式：
1、基于電力電子技術(shù)等概念的控制方法。該方法根據微電網(wǎng)的控制要求與發(fā)電機的下垂特性將不平衡功率動(dòng)態(tài)分配給各機組承擔，具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現的優(yōu)點(diǎn)。
2、基于能量管理系統的控制。該方法采用不同的控制模塊分別對有功和無(wú)功進(jìn)行控制，很好地滿(mǎn)足了微電網(wǎng)的多種控制要求，此外該方法針對微電網(wǎng)中對無(wú)功的不同需求，功率管理系統采用了不同的控制方法從而提高了控制性能。
3、基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)控制。該方法將計算機領(lǐng)域的多代理技術(shù)應用到微電網(wǎng)，代理的自治性、自發(fā)性等特點(diǎn)能夠很好地適應和滿(mǎn)足微電網(wǎng)分散控制的要求。
微電網(wǎng)的保護方法與傳統配電網(wǎng)的保護方法不同，主要是微電網(wǎng)的多電源特性，使得兩者區別很大。主要難點(diǎn)在潮流的雙向流動(dòng)、并網(wǎng)和孤立運行時(shí)短路容量的變化方面。因此，傳統配電網(wǎng)在低壓側集中無(wú)功補償的方法已經(jīng)不適合微電網(wǎng)。
大部分的新能源發(fā)電技術(shù)所發(fā)出的電能在頻率和電壓水平上不能滿(mǎn)足現有互聯(lián)電網(wǎng)的要求，因此無(wú)法直接接入電網(wǎng)，需通過(guò)電力電子設備才能接入。為此要大力加強對電力電子技術(shù)的研究，研制一些新型的電力電子設備作為配套設施，如并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)和電能控制裝置。
太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源接入電網(wǎng)給電力系統帶來(lái)了非常大的影響，雖然相對于傳統的能源發(fā)電，可再生能源的成本并不低，但是其新型的發(fā)電技術(shù)對于電網(wǎng)的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。
儲能技術(shù)在微電網(wǎng)中是特別重要的一項技術(shù)，它具有削峰填谷的作用從而提高了間歇式能源的利用效率，該技術(shù)的關(guān)鍵在于超導儲能技術(shù)，超級電容等方面。
總結
微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電優(yōu)化集成的一種方式，已經(jīng)成為世界各國研究的重點(diǎn)，微電網(wǎng)將在未來(lái)占有重要的地位。微電網(wǎng)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但在大規模應用之前，還有許多問(wèn)題需要解決。
所以中國微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還將面臨著(zhù)更多挑戰。但是近年來(lái)國家已出臺新的政策積極鼓勵新能源的發(fā)展并且方便新能源接入配電網(wǎng)，相信中國的微電網(wǎng)技術(shù)會(huì )走上高速發(fā)展的道路。
原標題:不可不知的：微電網(wǎng)技術(shù)及國內外微電網(wǎng)發(fā)展現狀
