淺談｜微電網(wǎng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響

隨著新能源迅猛發(fā)展，微電網(wǎng)成為發(fā)展新的風(fēng)向標。近兩年國家相繼出臺相關(guān)政策，助力微電網(wǎng)的發(fā)展。

國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)《關(guān)于新能源微電網(wǎng)示范項目名單的通知》發(fā)改能源〔2017〕870號，28個新能源微電網(wǎng)示范項目獲批。這批項目帶來的新增光伏裝機為899MW，新增的電儲能裝機超過150MW，此外，各種熱儲能、風(fēng)電等其他類型能源也都有體現(xiàn)。

國家發(fā)展改革委國家能源局關(guān)于印發(fā)《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》發(fā)改能源〔2017〕1339號的通知。對并網(wǎng)型微電網(wǎng)提出了高效配置的能源生產(chǎn)與消費體系建設(shè)的方法及思路。

導(dǎo)讀

由于獨立型脫離于配電網(wǎng)，所以這里只淺析對并網(wǎng)型微電網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響。并網(wǎng)型微電網(wǎng)的優(yōu)點是可以解決分布式可再生能源大規(guī)模接入電網(wǎng)所帶來的問題。分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)原先單一、輻射狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其大規(guī)模應(yīng)用將對配電網(wǎng)規(guī)劃、電能質(zhì)量、繼電保護和可靠性等造成較大的影響。采用微電網(wǎng)技術(shù)有利于促進上述問題的解決。

1、電能質(zhì)量的改善性

電力系統(tǒng)中對供電質(zhì)量敏感性的用戶原來原多，對供電質(zhì)量提出了新的要求，為此，電網(wǎng)公司需要不斷提高供電質(zhì)量。微電網(wǎng)的接入對配電網(wǎng)的電能質(zhì)量有如下改善作用：

(1)電網(wǎng)高峰負荷或某些緊急情況時，微電網(wǎng)能迅速增加出力，對部分負荷起緊急支撐作用。

(2)光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等分布式電源受自然氣候影響，輸出功率具有波動性、隨機性、間歇性。對此，微電網(wǎng)可以通過對燃機、儲能裝置等可控電源的綜合控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)中的功率平衡調(diào)節(jié)，降低間歇式分布式電源對電網(wǎng)的不利影響。

(3)在微電網(wǎng)中，分布式電源與電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器可以實現(xiàn)優(yōu)化配置和統(tǒng)一控制，甚至可以采用一體化復(fù)用技術(shù)，以提高設(shè)備利用效率。

2、繼電保護的復(fù)雜性

微電網(wǎng)中所含分布式電源種類的不同使其在外邊短路故障時，會表現(xiàn)出完全不同的故障特征?？傮w來說，分布式電源可以分為兩類，一類是基于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的分布式電源，另一類是具有逆變器接口的分布式電源。在微電網(wǎng)公共連接點處未安裝限流裝置時，微電網(wǎng)對外可提供的短路電流，與其內(nèi)部分布式電源的類型直接相關(guān)。

目前，我國中、低壓配電網(wǎng)的運行結(jié)構(gòu)一般是單側(cè)電源的輻射型供電網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)饋線保護一般配置傳統(tǒng)的三段式電流保護。微電網(wǎng)接入后，配電網(wǎng)由單端供電系統(tǒng)變?yōu)殡p端供電系統(tǒng)，此時需要在微電網(wǎng)所接入的饋線兩端均安裝保護裝置，并且必須要酌情加裝方向元件。因此并網(wǎng)型微電網(wǎng)內(nèi)的保護配置方案，必須充分考慮不同運行狀態(tài)時短路電流大小的巨大差別帶來的影響。

3、可靠性的改善

傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)上的用戶極易受饋線上故障的影響，且恢復(fù)時間較長，對于突發(fā)故障缺乏必要的應(yīng)對措施，難以滿足用于對于可靠性原來原高的要求。微電網(wǎng)以其先進的監(jiān)測控制技術(shù)，可以實時監(jiān)測出上層饋線或微電網(wǎng)內(nèi)部線路以及元器件的故障，或者是電能質(zhì)量問題。為了保證網(wǎng)內(nèi)用戶的供電不受影響或微電網(wǎng)內(nèi)故障不對上層饋線上的其他用戶造成影響，必要時微電網(wǎng)控制系統(tǒng)將控制微電網(wǎng)與主網(wǎng)脫離，僅由內(nèi)部分布式電源和儲能設(shè)備供電，形成一個小型的供電網(wǎng)絡(luò)，給網(wǎng)內(nèi)各用戶供電。微電網(wǎng)在主網(wǎng)供電與內(nèi)部供電之間靈活切換與互補的功能極大增加了供電的可靠性。微電網(wǎng)由于可以減少中壓線路負荷，還能對中壓網(wǎng)絡(luò)上的其他用戶和整個配電網(wǎng)的可靠性起到幫助，在故障下，特別是自然災(zāi)害造成的全網(wǎng)停電情況下，微電網(wǎng)可以根據(jù)具體的情況，承擔向微電網(wǎng)外重要負荷供電或黑啟動功能。

4、總結(jié)

微電網(wǎng)容量小、穩(wěn)定性好、靈活性強、適應(yīng)電網(wǎng)性強、能提高故障時電壓及頻率的穩(wěn)定性。同時微電網(wǎng)擁有自我管理和自我控制的特征，既可并網(wǎng)又可獨立運行的特點、與電網(wǎng)可實現(xiàn)雙向能量靈活交換的能力。與歐美國家相比，我國仍存在一些差距，迫切需要進一步開展微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，探索出一條適合我國國情的低碳能源發(fā)展道路，促進智能化微電網(wǎng)在我國的綜合應(yīng)用。