论面向主动式配网的微电网技术

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【摘要】在配电网中引进微电网技术，是建设智能电网的重要途径，也是未来电网建设的主要发展趋势。微电网技术的应用，给配电网的建设带来了更多的便利，不仅能够降低电网的供电成本，减少能耗，还能实现分布式电源的有效管理和对配电网有效调节与控制。因此，在主动式配电网中引入微电网，完善微电网相关工作有着重要的实际意义。本文主要阐述了微电网技术的优点，分析了其在主动式配电网中的应用情况。

【关键词】微电网技术；主动式；配电网；应用

电力行业是我国国民经济发展的基础。而随着时代的进步，无论是生产还是生活方面，都对电力输送提出了更高的要求。在这种情况下，传统的配电网很难满足更多的要求。尤其是在对间歇式能源的吸纳方面，传统的技术显得无能为力。因而，将被动式电网转化为主动式电网，采用新的技术，实现对大量间歇式能源进行主动管理和控制，就成为了当前电力系统急需解决的问题。微电网技术作为一种新的技术，其可以有效满足配电网的这种发展需要。微电网技术在主动式配电网中的应用，不仅能够有效提高配电网的工作效率，也能有效减少能耗，是我国能源及电力发展战略的重要方向。

1.微电网技术概述

1.1微电网的概念

当前，不同国家对微电网的定义有着一定的差异。在我国，很多学者根据具体的国情，认为微电网主要是指具有分布式电源分派功能的特殊电网，这种特殊电网同时需要承担该地区的中小型发电模式。从微电网的定义看，其与传统电网的虽大区别，就在于其可以自主承担发电任务，因而具有独立运行的特点。

1.2微电网的特点分析

微电网主要通过分布式发电与储存能量的融合而实现的，因而这种技术主要具有以下几个特点：一是微电网接入大电网通常是以单点的方式接入。这样，在电网端，其就能对发电负荷和单元进行有效控制，并且可以充分利用分布式电源的互补性质，使得对能源吸收的效率大幅提高，同时也会使得分布式电源受大电网的影响更小；二是在并网运行的模式下，除了主电网可以提供电能之外，微电网也能提供电能给负荷。并且，当电网发生故障的时候，或者电能质量不高的情况下，主电网运行时，微电网就能主动断开，并能够作为独立的电网运行；三是微电网可以起到平衡能量的作用。微电网在运行过程中，其惯性很小，这样，当分布式电网不能有效满足实际电能需要时，通过储存电能，微电网就能实现能量的平衡。四是微电网的运行方式更加灵活。微电网的运行模式既可以是并网运行，也可以是孤岛运行。在并网模式下，对于负荷而言，其电能既可以来自上级电网，也可以来自微电网。而对于微电网而言，其不仅可以从上级电网获得电能，也能将电能输送给上级电网。此外，当电网电能质量不够，或者其发生故障，微电网就能主动与其断开，实现独立运行。五是微电网的经济效益好。微电网的主要优势之一就是能够减少能耗，其对能源的利用率很高。因此，从环保和节能的角度看，微电网的效果更好，投资成本、运行成本和维护成本都很低，且能满足用户对电能的需求变化，其发展前景很广阔，是电力行业发展的主要方向。

2.微电网技术在主动式配电网中的应用

2.1提高分布式能源的利用效率

微电网技术可以有效调节配电网中双向电流的大小和方向，因而能够对分布式电源进行柔性消纳。这种对分布式电源功率的有效调节，可以在保证正常供电的情况下，将多余的能量输送到其他电网中，也可以输送到负荷或者微电网系统中。这种做法的优点是，可以实现对电力资源的充分利用。因此，通过微电网技术的应用，主动式配电网可以有效提高分布式电源的利用效率，实现高效节能的效果。

2.2降低电网损耗

在传统的配电网线路中，由于长距离输电，往往会造成一定的电能损失。而微电网技术的应用，则可以降低电网的损耗。在配电网中，如果电源与储能装置分布不科学，就会影响到配电网潮流的分布，使得电量损耗很难得到控制。所以，对于主动式配电网而言，如何实现对分布式电源和储能装置，以及负荷的合理分布至关重要。微电网技术的优势在于，其可以对电网的运行模式进行优化，从而可以对潮流进行有效调节，进而实现降低配电网的电能损耗。

2.3提高配电网电压质量

在主动式配电网中，由于存在很多的分布式电源和储能装置，并且负荷也有很多，这就使得配电网的电压分布不稳定，处在不断变化的过程中。并且，多数情况下，这种电压的变化是没有规律的。这就容易导致电压质量不高，进而会直接影响到配电网中设备的寿命。所以，对主动式配电网的电压稳定性进行控制尤为重要。微电网技术的应用，可以具备电压协调控制功能，能够对分布式电源和储能装置的参数进行控制，使得主动式配电网接口处的电压得到有效控制，从而能够减少电压不稳定现象发生的概率。

2.4提高主动式配电网的可靠性

对于配电网工作，由于受到功率双向流动的影响，潮流分布存在很大的不确定性。同时，分布式电源并网使用，也会影响到配电网的可靠性。而当微电网和主动式配电网并网运行时，就可以对用电质量和用电需求进行有效保障。并且，当运行中发生故障时，微电网也可以转为独立运行状态，从而能够保证供电的连续性。此外，微电网也会避免因为检修或电网故障而引起的断电现象。所以，微电网技术的应用，也能提高主动式配电网的可靠性。

2.5降低主动式配电网的管理难度

由于分布式电源分布分散，控制性能又弱，因此，在保证对用户正常供电和经济用电等情况下，就使得配电网的运行管理难度加大，配电网的能量信息也很难控制。微电网技术则可以对分布式电源和负荷进行有效整合。而且，微电网可以作为智能单元接入主电网，从而能够降低对分布式电源和负荷的控制难度。此外，微电网还可以保证电网运行的稳定性，提高电网的经济性，并能对主动式配电网中的能量传输进行调控。只需要通过对微电网的监控，就能将信息传递给控制系统，这样就能有效降低主动式配电网的管理难度。

3.微电网的问题及解决对策分析

尽管微电网有着很多方面的优势，并且有着非常广阔的应用前景。但作为一种新的技术，微电网在应用中仍然会存在一定的问题。

3.1电能质量问题

微电网的电能质量问题主要表现在高电压、谐波污染和频率/电压闪变等方面。由于配电网上存在很多负荷，因此，沿着线路，节点电压会逐渐下降。而当馈线与分布式电源相接后，系统电压降落就会减小。尤其是在负荷减小的情况下，分布式电源接入处的电压就达到极大值，有时候还会超过电压允许波动的范围，这就会出现高电压的问题。对于这类问题，通常需要限制分布式发电系统的注入功率，并需要通过分布式发电系统的接口装置对出口电压进行调节。微电网中需要应用到很多的电子器件，而这些电子器件就会带来谐波，谐波的振幅就会对配电网中的电压稳定性产生影响，破坏原来的电压波形，造成谐波污染。针对这种问题，一般都是安装谐波补偿装置，或者开发出性能更好的电子器件。在微电网中，分布式电源存在不可控性和间歇性，同时，电子器件的大量使用也导致系统惯性降低。因此，当用户能量需求发生变化的瞬间，分布式电源就无法及时满足用户负荷需求。这种时候，就会出现频率/电压闪变，并对系统产生冲击。这种问题的解决措施，一般是对分布式电源进行独立回路供电或者安装分布式储能装置。

3.2微电网控制及管理问题

微电网控制及管控问题主要表现在并/离网控制和能量管理两个方面。对于微电网而言，对其合理控制是最大利用能源的有效保证，也是实现能量优势互补的重要基础。因此，在实际运用中，微电网应该保证无论是在并网模式下，还是在独立运行模式下，各个节点的电压和频率都应该具有很高的稳定性。并且，微电网控制也需要注意电源与负荷之间暂时功率的差额的平衡，并能根据系统需要，实现与主电网分离、并列以及过度运行的自主性。能量管理是微电网使用优势发挥的关键。随着技术的不断发展，微电网的能量控制多是采用分散式控制方法。这种能量控制方法尽管可以提高系统用电的灵活性，但是，对于微电网而言，其能量控制也还有很大的改进空间。一方面，微电网的能量管理需要综合考虑间歇性电源，也要考虑到可控负荷在时间和空间上存在的不确定性。另一方面，对于微电网而言，单一储能技术已经很难满足经济性和技术性的需要，所以，采用多种储能技术的配合使用成为了微电网能量管理的主要方向。而这也正是微电网能量管理的难点所在。

4.结论

微电网技术作为智能电网建设的重要技术，其在主动式配电网方面有着非常广阔的应用前景。微电网技术不仅能够提高主动式配电网的稳定性和可靠性，也能有效提高分布式电源的利用效率，减少配电网的电能损耗。所以，这种技术不仅具有成本低、管理便捷、可靠性高和灵活性好的优点，更是能够满足节能环保的发展需要，代表着未来电力技术发展的重要方向。未来，随着微电网技术的进一步改进和应用，其使用范围也将不断推广，并能有效促进我国电力行业的发展。

参考文献

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作者:黄礼祥 单位:国网安徽省电力公司淮北供电公司