微電網

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微電網(micro-grid)

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什麼是微電網

  微電網是指由分散式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置彙集而成的小型發配電系統,是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網並網運行,也可以孤立運行。是智能電網的重要組成部分。

  由分散式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置彙集而成的小型發配電系統,是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網並網運行,也可以孤立運行。從微觀看,微網可以看做是小型的電力系統,它具備完整的發輸配電功能,可以實現局部的功率平衡與能量優化,它與帶有負荷的分散式發電系統的本質區別在於同時具有並網和獨立運行能力。從巨集觀看,微網又可以認為是配電網中的一個“虛擬”的電源或負荷。

微電網結構[1]

  為了滿足不同的功能需求,微電網可以有多種結構,如圖1所示。 

  簡單微電網中一般僅含有一類分散式電源,其功能和設計也相對簡單,如僅為了實現冷熱電聯供(CCHP)的應用或保障關鍵負荷的供電。多種類設備微電網內含有不止一類分散式電源,它可能由多個不同的簡單微電網組成或者由多種性質互補協調運行的分散式電源構成。相對於簡單微電網,多種類設備微電網的設計與運行則更加複雜,為此,網路中應配備一定數量的可切負荷,以便在緊急情況下的孤島運行時維持微電網的功率平衡。微電網的高級形式是公用微電網。在公用微電網中,凡是滿足一定技術條件的分散式電源和微電網都可以接入,它根據用戶對可靠性的要求進行負荷分級,緊急情況下首先保證高優先順序負荷的供電。微電網的分層結構很好地解決了微電網運行時的歸屬問題。簡單微電網可以由用戶所有並管理;公用微電網則可由供電公司運營;多種類設備微電網既可屬於供電公司,也可屬於用戶。對屬於用戶的微電網,只需要達到公共連接點(PCC)處的並網要求即可並網運行,供電公司則負責監測PCC的各種信息量並提供輔助服務。

微電網運行特性及相關技術問題[1]

  微電網既可以看做是一個小型的電力系統,也可以看做是配電網中一個虛擬的電源或負

荷。微電網的運行特性也包含了(方面含義。一方面是微電網自身的運行特性,這主要在微電網獨立運行時體現;另一方面則是微電網與外部電網的相互作用,這主要在微電網並網運行時體現。
圖2給出了微電網的各種運行狀態及其之間的相互轉化。瞭解微電網自身的運行特性是認知微電網與外部電網相互作用機理的基礎。微電網中存在的多種能源輸入(光、風、氫、天然氣等)、多種能源輸出(電、熱、冷)、多種能量轉換單元(光/電、熱/電、風/電、交流/直流/交流)以及多種運行狀態(並網、獨立)使得微電網的動態特性相對於單個的分散式發電系統而言更加複雜,除了各分散式發電單元的動態特性外,網路結構與網路類型(直流微電網或交流微電網)也將在一定程度上影響著微電網的動態特性。

  微電網的出現將完全改變配電網的結構和運行特性,許多與輸電網安全性、保護與控制等相類似的問題也同樣需要關註,但由於二者在功能、結構和運行方式上的不同,關註的重點與研究方法也將截然不同。微電網的最終目標是實現各種分散式電源的無縫接入,即用戶感受不到網路中分散式電源運行狀態改變(並網或退出運行)及出力的變化而引起的波動,表現為用戶側的電能質量完全滿足用戶要求。實現這一目標關係到微電網運行時的一系列複雜問題,包括:

  1、微電網運行特性及與外部電網相互作用機理;

  2、微電網自身的保護與控制

  3、微電網經濟運行與能量優化管理等方面。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 王成山;李鵬.《分散式發電、微網與智能配電網的發展與挑戰》[J].電力系統自動化.2010-01-25
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