分布式能源与智能微网技术浅析

冯颖楠 马 伟 国网邢台供电公司 邢台 054001

【文章摘要】

进入二十一世纪以后，电力行业有了突飞猛进，为全世界各国人民带来了极大的方便并且推动了世界的工业经济的高速发展。但同时传统的发电技术往往技术落后导致高效能消耗，影响环境。这就是要求我们需要采用新的技术既能够保证电力技术的进一步高速发展造福千家万户，又能够节约环保造福子孙万代。所以分布式能源与智能微网技术也就是一个极好的发展方向。这也就是本文的研究对象。

【关键词】

分布式能源；电力技术；智能微网

1 分布式能源技术概述

跨入21 世纪，电力已成为经济发展与人民生活不可或缺的一部分，保证电力供应的可靠性尤为重要。近二十年来，世界各国均发生过因电力系统稳定而导致的大面积停电事故。另外，由于我国疆域辽阔，许多边远地区远离大电网，难以由大电网向其供电。因此，保证电力系统的安全、稳定与经济运行是电网发展的首要问题。

鉴于以上问题，欧美等发达国家开始研究并应用结合多种一次能源形式的高效、环保、经济、灵活的新型电力技术— 分布式发电技术(Distributed Generation, DG)，即通过在配电网建立单独的发电单元来对重要负荷进行供电，并通过PCC(Point of Common Coupling) 和外界电网进行能量交换，具有污染少、能源利用率高和可靠性高等优点。由于分布式发电技术能够降低能耗、减少环境污染，提高电能质量和供电可靠性，还可以解决边远地区供电问题，得到了各国的广泛的关注。

然而，同自身优势一样，分布式电源并入电网所带来的弊端也是显而易见的。多数分布式能源的输出功率具有较强的随机性和间歇性，大规模分布式电源的并入会引起电压波动、电压闪变及频率波动等一系列电能质量问题。大电网往往采取限制、隔离的方式来调度分布式电源，以期减小其对大电网的冲击。为了解决分布式电源同大电网的矛盾，充分发挥分布式发电技术的潜力，西方的一些学者提出了微型电网(Microgrid) 的概念。对大电网而言，微网利用不同发电单元的优势互补， 在方便电网的运行管理的同时减少了单个分布式电源可能给电网造成的影响；另一方面，微网的建立大大降低因电网升级而增加的投资成本，减少发电备用需求，降低输电损耗。从用户角度来讲，微网灵活的运行模式，提高了用户侧的供电可靠性，并有潜力为用户提供更高电能质量； 同时，微网采用的大部分分布式电源为可再生清洁能源，在一定程度上减少了环境污染，实现了能源可持续发展。

2 智能微电网的运行方式及主要技术特点

微网主要有三种基本运行方式：并网运行、孤岛运行和过渡状态。并网运行模式是指微网与大电网相联，并进行功率交换。并网运行方式下，微网可以利用电力市场的规律灵活控制分布式电源的运行，获得更多的经济效益。孤岛运行模式是指当电能质量不满足要求或电网故障时，微网及时断开而独立运行，完全由微网内分布式电源向负荷供电，微网的孤岛运行为系统提供了更高的供电可靠性。微网的过渡状态指的是微网在并网与孤岛两种运行状态之间转换的暂态过程，包括并网过渡过程和解网过渡过程，为了减少过渡过程对主电网造成的冲击，需要微网采取有效的控制策略，实现运行状态之间的平滑转换。

正常情况下微网与常规电网并网运行，与大电网互为支撑，保证微网内所有负荷可靠供电；当检测到大电网故障或电能质量不能满足要求时，微网将运行于孤岛模式，保证重要负荷供电。微网不仅能够作为备用电源对受端网络提供有效支撑，还能在遭受极端灾害条件下提高整个电网的抗灾能力和灾后应急能力。

通过微网的概念、构成和运行方式可知，微网技术是新型电力电子技术和分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。其具有以下几个特点：(1) 微网提供了一个有效集成应用分布式电源的方式，继承拥有了所有单独分布式电源系统所具有的优点；(2) 微网通过一个公共并网点与外部主电网相连接，采用这种结构可以充分利用微网内各分布式电源之间的互补特性，使能源的利用效率得到了提高，并且有效避免各类分布式电源单独接入于电网中造成微电源对电网的冲击；(3) 微网内部主要由电力电子器件负责能量转换，并提供必要的控制，能够灵活的转换运行方式；(4) 多个分布式电源联网的微网增加了系统容量，并有相应的储能系统，使系统惯性增大，削弱电压和闪变，改善电能质量；(5) 微网中分布式电源一般都来自各种可再生能源，但由于风力发电等受环境因素限制，所以分布式电源安装地点需要根据实际地理位置进行布置。

3 结束语

目前，微网已经为世界各国政府所重视。美国能源部在其出台的”Grid 2030”发展战略中，成立了国家能源电力集团系统对将要到来的一百年的电力发展进行深入的研究并且给出相应的规划和方案，在这里面，智能微网技术是核心组成部分。欧盟也在2013 年成立了高效能源研发联盟（KILO）与很多高校重点的实验室进行配合研究新能源在电力上的应用。根据先进国家的特点和发展方向，我国也进行了相应的政策和方案，投入了大量的资金和资源保障实施，所以分布式能源与智能微网技术必会高速发展，造福于人民。

【参考文献】

[1] 刘兵兵. 微网技术在工业电气自动化中的应用与创新分析[J]. 电气工程，2014（1）：54-56.

[2] 宋春娜. 分布式能源技术的技术特点分析[J]. 电子制作，2013（12）： 208-209.

[3] 冯颖楠; 马伟. 分布式电源接入对电网的影响分析与对策[J]. 电子技术与软件工程，2014.

微网组成结构示意图043

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