微电网

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微电网(micro-grid)

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什么是微电网

  微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。是智能电网的重要组成部分。

  由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。从微观看,微网可以看做是小型的电力系统,它具备完整的发输配电功能,可以实现局部的功率平衡与能量优化,它与带有负荷的分布式发电系统的本质区别在于同时具有并网和独立运行能力。从宏观看,微网又可以认为是配电网中的一个“虚拟”的电源或负荷。

微电网结构[1]

  为了满足不同的功能需求,微电网可以有多种结构,如图1所示。 

  简单微电网中一般仅含有一类分布式电源,其功能和设计也相对简单,如仅为了实现冷热电联供(CCHP)的应用或保障关键负荷的供电。多种类设备微电网内含有不止一类分布式电源,它可能由多个不同的简单微电网组成或者由多种性质互补协调运行的分布式电源构成。相对于简单微电网,多种类设备微电网的设计与运行则更加复杂,为此,网络中应配备一定数量的可切负荷,以便在紧急情况下的孤岛运行时维持微电网的功率平衡。微电网的高级形式是公用微电网。在公用微电网中,凡是满足一定技术条件的分布式电源和微电网都可以接入,它根据用户对可靠性的要求进行负荷分级,紧急情况下首先保证高优先级负荷的供电。微电网的分层结构很好地解决了微电网运行时的归属问题。简单微电网可以由用户所有并管理;公用微电网则可由供电公司运营;多种类设备微电网既可属于供电公司,也可属于用户。对属于用户的微电网,只需要达到公共连接点(PCC)处的并网要求即可并网运行,供电公司则负责监测PCC的各种信息量并提供辅助服务。

微电网运行特性及相关技术问题[1]

  微电网既可以看做是一个小型的电力系统,也可以看做是配电网中一个虚拟的电源或负

荷。微电网的运行特性也包含了(方面含义。一方面是微电网自身的运行特性,这主要在微电网独立运行时体现;另一方面则是微电网与外部电网的相互作用,这主要在微电网并网运行时体现。
图2给出了微电网的各种运行状态及其之间的相互转化。了解微电网自身的运行特性是认知微电网与外部电网相互作用机理的基础。微电网中存在的多种能源输入(光、风、氢、天然气等)、多种能源输出(电、热、冷)、多种能量转换单元(光/电、热/电、风/电、交流/直流/交流)以及多种运行状态(并网、独立)使得微电网的动态特性相对于单个的分布式发电系统而言更加复杂,除了各分布式发电单元的动态特性外,网络结构与网络类型(直流微电网或交流微电网)也将在一定程度上影响着微电网的动态特性。

  微电网的出现将完全改变配电网的结构和运行特性,许多与输电网安全性、保护与控制等相类似的问题也同样需要关注,但由于二者在功能、结构和运行方式上的不同,关注的重点与研究方法也将截然不同。微电网的最终目标是实现各种分布式电源的无缝接入,即用户感受不到网络中分布式电源运行状态改变(并网或退出运行)及出力的变化而引起的波动,表现为用户侧的电能质量完全满足用户要求。实现这一目标关系到微电网运行时的一系列复杂问题,包括:

  1、微电网运行特性及与外部电网相互作用机理;

  2、微电网自身的保护与控制

  3、微电网经济运行与能量优化管理等方面。

参考文献

  1. 1.0 1.1 王成山;李鹏.《分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战》[J].电力系统自动化.2010-01-25
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