微電網(wǎng)的三種關(guān)鍵技術(shù)

微電網(wǎng)即微型電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的、可提供電能系統(tǒng)。

微電網(wǎng)相對外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為一個單一的可控單元，該可控單元能夠滿足微電網(wǎng)內(nèi)部用戶對電能質(zhì)量及供電可靠性和安全性的要求。

1、微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)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(xiàn)為單一的受控單元，并可同時滿足用戶對電能質(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(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，稱為聯(lián)網(wǎng)模式；當(dāng)檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時，微電網(wǎng)將及時與電網(wǎng)斷開而獨立運行，稱為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。

近年來，許多國家如美國、日本、澳大利亞等紛紛開展了對微電網(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，首次對微電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)、控制、經(jīng)濟等方面進行了研究并于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(quán)威的一個。

歐洲國家于2005年提出“SmartPowerNetworks”計劃，隨后便出臺該計劃的技術(shù)實現(xiàn)方略。“SmartPowerNetworks”計劃作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)表明了未來歐洲電網(wǎng)需具備以下特點：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(yīng)控制策略：PQ控制VSI（voltagesourceinverter）控制策略。同時提出優(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，在滿足微電網(wǎng)電、熱雙重需求的條件下，以系統(tǒng)燃料耗量最低為目標(biāo)，提出了優(yōu)化的功率分配方案。

國內(nèi)微電網(wǎng)發(fā)展

2008年初，冰雪天氣導(dǎo)致我國發(fā)生大面積停電，只有少數(shù)小電網(wǎng)在支撐重要用戶運行。這暴露了我國現(xiàn)有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在保障用戶供電方面所存在的薄弱環(huán)節(jié)同時也將微型電網(wǎng)的作用充分展示了出來，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“973”計劃項目，專門資助了分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)研究。

次年，中國國家科技部通過《國家高科技研究發(fā)展計劃（863）》立項了近十個有關(guān)微電網(wǎng)方面的研究課題。

“十二五”期間，我國將在太陽能、風(fēng)能占優(yōu)勢的地區(qū)建設(shè)成微電網(wǎng)示范區(qū)，同時還將推動建設(shè)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)的特點適應(yīng)我國電力發(fā)展的需求和方向，具有廣闊的發(fā)展前景。

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(jù)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態(tài)分配給各機組承擔(dān)，具有簡單、可靠、易于實現(xiàn)的優(yōu)點。

2、基于能量管理系統(tǒng)的控制。該方法采用不同的控制模塊分別對有功和無功進行控制，很好地滿足了微電網(wǎng)的多種控制要求，此外該方法針對微電網(wǎng)中對無功的不同需求，功率管理系統(tǒng)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(yīng)用到微電網(wǎng)，代理的自治性、自發(fā)性等特點能夠很好地適應(yīng)和滿足微電網(wǎng)分散控制的要求。

微電網(wǎng)的保護方法與傳統(tǒng)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(qū)別很大。主要難點在潮流的雙向流動、并網(wǎng)和孤立運行時短路容量的變化方面。因此，傳統(tǒng)配電網(wǎng)在低壓側(cè)集中無功補償?shù)姆椒ㄒ呀?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足現(xiàn)有互聯(lián)電網(wǎng)的要求，因此無法直接接入電網(wǎng)，需通過電力電子設(shè)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(shè)備作為配套設(shè)施，如并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開關(guān)和電能控制裝置。

太陽能、風(fēng)能等可再生能源接入電網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來了非常大的影響，雖然相對于傳統(tǒng)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(dǎo)儲能技術(shù)，超級電容等方面。

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，微電網(wǎng)將在未來占有重要的地位。微電網(wǎng)雖然具有很多優(yōu)點，但在大規(guī)模應(yīng)用之前，還有許多問題需要解決。

所以中國微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展還將面臨著更多挑戰(zhàn)。但是近年來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)會走上高速發(fā)展的道路。