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微电网技术应用解析

摘要:目前,微电网技术已成为智能化电网建设中最关键的技术之一。该技术在我国的发展受智能电网能源需求的影响深远,且与分布式发电技术密切相连。文章对微电网关键性技术及其应用进行了研究。

关键词:微电网技术;智能电网;储能电站

0前言

微电网是分布式发电的一种网络结构,是由电力负荷、电力装置以及分布式电源共同构成,属于一种全新的发配电力系统,它既可以作为电力系统单独运行,还可以并网运行,有效的将分布式电源并网问题转化成可控性的微电网并网问题,为电网质量及其安全稳定运行提供保障。

1微电网关键性技术

1.1优化设计

一般需在保证电网稳定运行的基础下,通过对电源配置和系统结构的优化选择,从而实现最小化投资和电网稳定运行的基本目标。

1.1.1分析负荷需求及其可再生性资源

主要是对可再生性电力负荷及能源的空间和时间分布进行精准判断,为系统优化设计提供可靠支持。该分析属于一项基础性工作,主要是结合历史数据和光照风速的负荷统计结果,并借助其实际的变化信息,实现模拟目标。

1.1.2建模

首先,确定决策变量,一般包括分布式电源的安装位置、数量、容积以及种类等等。此外,微电网的控制参数变量及其控制措施也可被作为决策变量。其次,建立目标函数,在此环节中需重点考虑环保性、可靠性以及经济性三种优化目标。优化设计过程中,需权衡好三者之间的关系。最后,约束条件,其建立主要是依据分布式电源的运行控制条件以及微电网系统,包括爬坡率限制、出力限制、电功率约束等等[1]。

1.1.3优化算法

通过电网优化设计数学模型可知,该设计属于一种非线性问题,故国外的研究学者将进化规划法、模拟退火算法以及遗传算法等应用其中,相对于传统算法而言,优化算法具有计算效率好、时间快、精准性高等优势。

1.2运行控制

它是微电网技术中的热点、核心问题,其与传统的电网控制不同,主要是与分布式电源的功率输出特点、渗透深度以及种类等相关。传统控制方式已不适应现代发展要求,需建立一套科学、完善的机制,对系统内部各个单元运行状况进行控制,从而保证电网的安全稳定运行。

2应用微电网技术需解决的问题

2.1储能

微电网内部结构决定了分布式电源的间歇性,由于其内部电能量分布极不均匀,需在微电网中加入一定量的储能装置,进行能量存储,以便积极应对潮流问题。第一,通常要求数量级在15F以上。第二,放电能力强,从而满足快速补偿的实际需求。第三,工作寿命长,维修简单,成本低廉,且使用安全。随着科学技术的不断发展,储能方式越来越多,例如,燃料电池、储能装置、超级电容等。其中,超级电容技术的发展十分迅速,并凭借其超强的反应能力,拥有了比较好的应用前景

2.2控制

通过对电网结构进行分析,微电网高质量的供电服务,以及灵活的运行方式,离不开其完善的控制系统,但其中的控制问题也是微电网技术研究中的一个重点和难点问题。其中一个难点在于,微电源数目太多,很难通过一个中心控制点,对整个系统进行控制,一旦系统中任意一个控制元件出现问题,将直接导致整个系统瘫痪,而无法进行正常工作,因此,在进行微电网控制的过程中,需对电网运行中的突发事件进行控制,并做出及时反应,例如停电,故障,跌落等问题,发动机便可利用本地信息,转换成独立运行的方式,而并非像传统方式中由电网统一进行调控。

2.3保护

现代微电网保护技术,与传统方式存在很大不同,主要表现在以下两个方面:第一,潮流的双向流通;第二,微电网在独立运行和并网运行这两种工作模式下,电流的大小会存在很大差异,但在上述两种情况下均可对微电网的内部故障进行调控,并保证保护工作的灵活性、快速性、选择性、和可靠性。

2.4预测

需对电网的各个单元输出功率进行预测,为后期的调度和管理工作提供便利条件。目前,对于太阳能、风能而言,其发电输出功率的预测主要分为以下几种方式:智能学习法、统计方法、物理方法。其中物理方法可以通过天气预报等,进行短期的预测工作;统计方法主要针对于中期预测,可通过大量长期积累的数据信息进行分析和统计;而通过智能学习法,便可随时更新和修改预测模型。

3总结

分布式电源集群并网问题促使着传统电网改革,而随着光伏屋顶计划、售电侧改革的不断深入,客户用电方式发生了翻天覆地的变化,为了满足客户用电需求,随之出现了微电网技术,其可将分布式电源多余电量传递给大电网,实现电源的协调管理,为电网智能化发展提供了良好的技术支持。

参考文献

[1]苏玲,张建华,王利,苗唯时,吴子平.微电网相关问题及技术研究[J].电力系统保护与控制.2010(19).

[2]郑漳华,艾芊.微电网的研究现状及在我国的应用前景[J].电网技术.2008(16).

作者:孙栗 单位:国网浙江海宁市供电公司

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