微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)思路介紹

本文主要就微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)思路進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。第一種是基于微電網(wǎng)即插即用模塊化理念的拓?fù)浼軜?gòu)體系，第二種是基于電力電子變壓器的微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)體系。

微電網(wǎng)作為對(duì)于集中式大電網(wǎng)的一個(gè)有力補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)新能源的就地消納，是解決分布式能源接入配電網(wǎng)所帶來(lái)的影響的一個(gè)良好突破口。隨著國(guó)家政策的出臺(tái)，極大的推動(dòng)了微電網(wǎng)的發(fā)展，但是步入快車道的微電網(wǎng)如何打破現(xiàn)有困境，推動(dòng)清潔能源又快又好的發(fā)展，這是擺在現(xiàn)實(shí)面前的一道難題。

微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)如今主要面臨著以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.支持政策尚未明確，市場(chǎng)機(jī)制尚未建立;

2.商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式需要探索，商業(yè)化示范不足;

3.微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)體系沒(méi)有明確，缺乏必要的文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn);

4.產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃;

5.配網(wǎng)困難。

基于以上第三點(diǎn)本文就微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，為微電網(wǎng)項(xiàng)目的開(kāi)展提供參考。

首先，介紹的第一種微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)是一種基于微電網(wǎng)即插即用功能模塊化的拓?fù)浼軜?gòu)體系。拓?fù)浼軜?gòu)體系如圖1所示：

圖1基于能源互聯(lián)網(wǎng)的模塊化微網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)

模塊化微電網(wǎng)分為直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)及交流微電網(wǎng)子系統(tǒng)，整個(gè)微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)交直流的容括。微電網(wǎng)包括兩個(gè)變流部分：第一部分電網(wǎng)側(cè)整流部分為AC/DC整流，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)與配網(wǎng)的接洽;第二部分微網(wǎng)側(cè)整流部分為DC/AC整流，可實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)與交流微電網(wǎng)子系統(tǒng)的連接，以實(shí)現(xiàn)多能源互聯(lián)互通。微電網(wǎng)直流子系統(tǒng)由直流母線以及母線下級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流負(fù)荷、直流式分布式電源組成。為實(shí)現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定、平滑分布式能源出力，儲(chǔ)能系統(tǒng)包含飛輪儲(chǔ)能或超級(jí)電容儲(chǔ)能或超導(dǎo)儲(chǔ)能和蓄電池蓄能，以飛輪儲(chǔ)能等響應(yīng)速度快，功率密度大的儲(chǔ)能電池為直流母線提供功率/能量支撐，蓄電池組以DC/DC斬波器進(jìn)行管理，為飛輪儲(chǔ)能等快速響應(yīng)型電池組提供后備能源支持，在發(fā)揮蓄電池能量密度大優(yōu)勢(shì)的同時(shí)降低其充放電響應(yīng)頻率。微電網(wǎng)交流子系統(tǒng)由交流母線以及交流母線下級(jí)交流分布式電源、交流負(fù)荷組成。

基于能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，引入微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，以天然氣清潔燃料實(shí)現(xiàn)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電供給微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，燃機(jī)發(fā)電余熱通過(guò)相變蓄熱裝置提供熱水供給，通過(guò)吸收式溴化鋰機(jī)組實(shí)現(xiàn)供熱、供冷的需求，亦可以通過(guò)余熱鍋爐提供高品質(zhì)的蒸汽?；谖㈦娋W(wǎng)經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行的角度來(lái)看，熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)可以有效提高系統(tǒng)效率，通過(guò)合理的聯(lián)合燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電與儲(chǔ)能電池狀態(tài)，協(xié)調(diào)微電源與儲(chǔ)能電池運(yùn)行狀態(tài)可以有效降低儲(chǔ)能電池初始儲(chǔ)能費(fèi)用。

接下來(lái)，介紹第二種微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)，這種微電網(wǎng)系統(tǒng)是基于先進(jìn)的電力電子變壓器(SST)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的能源整合。拓?fù)浼軜?gòu)體系如圖2所示。

圖2基于電力電子變壓器的微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)

SST作為未來(lái)微電網(wǎng)的核心模塊，一直是微電網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱門課題，其基于先進(jìn)的控制理念和電子技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)分布式能源接入所帶來(lái)的種種影響，比如電力電子器件的大量引入所帶來(lái)的諧波治理問(wèn)題，電網(wǎng)側(cè)電壓不平衡、電壓跌落，負(fù)載側(cè)擾動(dòng)。因此基于SST的微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)體系的研究對(duì)于微電網(wǎng)的發(fā)展是十分有利的。

對(duì)于固態(tài)變壓器，其大體結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)部分：

第一部分為輸入級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)側(cè)的接入和整流;

第二部分為隔離級(jí)，包含三個(gè)模塊：DC/AC整流、隔離變壓器、AC/DC整流，其可以實(shí)現(xiàn)電壓的可控與諧波的隔離;

第三部分為逆變級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)直流到交流的整流，為直流微電網(wǎng)與交流微電網(wǎng)的連接搭建起橋梁。

基于SST的微電網(wǎng)其主要是以固態(tài)變壓器作為能源路由器通過(guò)與電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)三方相連作為中繼點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)互通。圖2中直流、交流微網(wǎng)單元與上述第一種微電網(wǎng)直流、交流單元相同，故不在論述。

微電網(wǎng)的發(fā)展是不斷進(jìn)步的，技術(shù)與控制理論的不斷革新，導(dǎo)致微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)也是多種多樣的，本文中所提到兩種僅是其中的滄海一粟，希望可以為大家的微電網(wǎng)學(xué)習(xí)提供參考。