智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战探析

来源: 发布时间:2019-08-06 09:21:52

  【摘要】本文首先分析了智能微网概念,同时阐述了智能微网在分布式能源接入中的作用,最后总结了智能微网在分布式能源接入中的挑战,仅供参考。

  【关键词】智能微网;分布式能源;电网接入

  随着社会经济迅速发展,人们对能源的需求量也不断加剧,智能微网在分布式能源中的接入应用受到了社会各界的广泛关注。接入分布式可再生能源,会冲击电力网络,影响电力系统的稳定性与安全性。

  1 智能微网概念

  智能微网概念本身属于一种分布式电源,主要包含:储能装置、能量转换装置、负荷监控、运行监控、保护装置等汇集而成的小型发电、配电系统,可实现自我控制、自我保护、自我管理,也可通过与外网并网运行,或实现独立运行。

  2 智能微网在分布式能源接入中的作用

  中压配电网并网运行,能够相互支撑,实现能量的相互转换,通过内网储能系统,开展放电控制,以此协调控制分布式能源出力,保障微网运行的经济性。实现微网与常规电网交换功率定值的控制,减少分布式可再生能源电源波动对电网的影响。

  在外部电网故障的情况下,能够转变为独立运行模式,为微网重要负荷提供供电,保障负荷供电的可靠性,提升电能质量,健全辅助性服务,比如:电压支撑、馈送电能、黑启动能力等。

  3 智能微网在分布式能源接入中的挑战

  3.1 微网规划设计

  智能微网规划设计,需要满足各项能源需求,合理应用能源,强化可再生能源的应用,以此获取最佳的投资效益,保障微网运行的安全性与可靠性,全面提升智能微网的经济效益。

  3.2 微网运行控制

  智能微网与大电网之间的协调运行控制,能够为大电网的安全稳定运行提供支撑,这也是微网与一般分布式可再生能源并网区分的主要特征。就常规电力系统而言,由于分布式再生能源容量不大,选择电力电子装置逆变并网方式,自身运行稳定性不佳。由于微网设备种类较多,可再生能源运行特征不一,且控制方式不同,加剧了微网运行控制与运行保护问题的复杂性。

  3.2.1 电压稳定控制

  可再生能源并网、离网、波动会导致微网电压波动,由于系统惯性较小,离网独立运行模式下频率变化速度较为迅速。为保障系统在不同运行模式下的稳定运行、有效控制,需要明确微网内分布式能源电源协调、运行控制的关键性技术。

  3.2.2 故障切换

  微网本身具备联网运行与独立运行两种形式,只有重点解决微网下故障快速检测问题,在内外故障信息中,实现自动解列与无缝切换,从微网转移到并网,以此凸显同期技术。

  3.2.3 控制保护架构

  国内外就微网控制模式主要包括:对等控制模式、多Agent代理分层控制模式、主从控制模式。当前分布式可再生能源,比如:光伏、风电等并离网逆变器产品技术尚不成熟,难以满足微网运行的可靠性与灵活性,这就需要开展针对性的研究工作,强化新产品的开发。

  3.3 微网电能监测

  在智能微网中,间歇式电源频繁启动与停止,会导致功率输出产生变化,在用户端会出现电压波动、闪变等电能质量问题。智能微网电源采取的是电力电子技术,进而导致谐波污染,增加了三项不均衡。

  目前就智能微网电能质量治理技术,一般包括:SVC、无源滤波器等,随着高性能的电子元件的出现,使得微处理技术、信息技术、控制技术得到了较为迅速的发展,在满足用户定制电力需求的同时,能够推动电能治理技术得到更好的发展。

  3.4 微网优化管理

  智能微网能够实现太阳能、风能、生物质能多种能源的输入,实现冷、热、电多种产品的输出。由于智能微网具备不确定性与时变性,只有合理应用各类控制手段、调节手段,保障智能微网能源管理效率,提升智能微网经济调度质量,进而保障微网运行效率。

  智能微网能量管理系统,主要分为集中调度与分散控制方式。集中调度模式主要是由上层中央能量管理系统、底层分布电源、负荷等就地设备组成,两层能够实现双向通讯需求。分散控制模式,微网内能量优化主要是由分散设备层控制器组成,各个设备层控制器,能够最大化提升设备的使用效率,促使微网与设备之间协同工作,提升微网效能。当前集中调度技术已经趋于成熟,且应用范围也不断扩展,想要真正优化微网运行,还需要强化智能微网挖掘潜力。

  3.5 微网互动响应

  开放式、互动式属于智能微网内的重要特征,只有构建统一、开放、竞争有序的电力市场体系,才可实现信息与电能的双向互动,以此为用户参与提供全新的供电模式。借助各类需求响应项目,能够实现智能微网与用户之间的有效互动。需求侧响应能够促使用电环节与其他环节协调发展、友好交互,提供关键性的支撑手段,强化用户参与,以此实现电网运行优化,提升电网能源配置质量,更好的满足用户的多样化电力需求,提升用户体验。微网本身属于单独的能源管理系统,作为一个整体组织,能够实现内部电力生产、电力传输、电力交易等,更好的满足自动化、智能化需求,为用户提供智能化服务,以此满足用户服务需求。

  4 结束语

  综上所述,智能微网本身属于一项分布式能源发电并网的有序方式,可保障分布式能源应用的灵活性与有效性,最大程度解决并网运行问题。智能微网在

  微网规划设计、微网运行控制、微网电能监测、微网优化管理、微网互动响应中具备显著的应用优势,可为用户提供智能化服务,以此满足用户服务需求。

  参考文献:

  [1]王成山,王守相.智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战[J].中国科学院院刊,2016,31(02):232-240.

  [2]王玥.区域分布式能源的智能微网能源管理研究[J].科技创新与应用,2016(04):189-190.

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