智慧能源新秀——智能微電網(wǎng)

　　智能微電網(wǎng)是“智能電網(wǎng)”與“微電網(wǎng)”的結(jié)合。“智能電網(wǎng)”是一個(gè)自動(dòng)化的供電網(wǎng)路，能夠通過(guò)傳感器來(lái)對(duì)供電與用電設(shè)備起到實(shí)時(shí)監(jiān)控與收集整合，由控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)起到優(yōu)化管理的作用。“微電網(wǎng)”是指由分布式能源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷及監(jiān)控組合而成的小型發(fā)電配電系統(tǒng)。智能微電網(wǎng)能夠在充分利用清潔能源的同時(shí)，由智能電網(wǎng)解決分布式能源不穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)還能對(duì)大電網(wǎng)起到“削峰填谷”的輔助作用。

　　當(dāng)前，中國(guó)的能源與環(huán)境問(wèn)題十分嚴(yán)峻，對(duì)于清潔能源的有效利用是世界各國(guó)都在探尋的重點(diǎn)研究課題。在我國(guó)電力方面專(zhuān)家長(zhǎng)久的不懈努力下，智能微電網(wǎng)在逐漸投入了應(yīng)用，并在各個(gè)用電場(chǎng)景中進(jìn)行了試驗(yàn)，獲得了不錯(cuò)的成效與一系列數(shù)據(jù)可供后續(xù)研究。同時(shí)，由于智能微電網(wǎng)具有“并網(wǎng)”與“孤島”兩種自由切換的模式，智能微電網(wǎng)具有非?？捎^的使用前景。我國(guó)的能源分布特點(diǎn)及其不均勻，而智能微電網(wǎng)則可以通過(guò)“孤島”模式，在能源豐富的偏遠(yuǎn)地區(qū)充分利用起譬如光伏、風(fēng)能等能源，自給自足，從而免去大量電纜鋪設(shè)的費(fèi)用。同時(shí)，智能微電網(wǎng)在用電密集的城市之中，能夠借助分布式能源，減輕大電網(wǎng)的用電負(fù)荷，幫助大電網(wǎng)保持穩(wěn)定，并且利用峰時(shí)谷時(shí)的電價(jià)差，獲得一定的經(jīng)濟(jì)利益。

　　經(jīng)典模式

　　微電網(wǎng)中包含多個(gè)分布式電源和儲(chǔ)能裝置，聯(lián)合向負(fù)載供電，圖中展示了微型燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能光伏電池、燃料電池和蓄電池等多種 微電源形式，基本安裝在負(fù)荷附近，通過(guò)電力電子 裝置與饋線相連，既減少了線路損耗，又為饋線末端提供了電壓支撐。

　　(經(jīng)典微電網(wǎng)模式)

　　圖中饋線A上接有敏感負(fù)荷，安裝了燃料電池和具有熱電聯(lián)供能力的微型燃?xì)廨啓C(jī);對(duì)于連接在饋線B上的可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用兩種間歇式分布式能源即風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池，并配備大容量?jī)?chǔ)能裝置混合供電;饋線C上為非重要負(fù)荷，不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的微電源，由上級(jí)配電網(wǎng)和其他饋線的微電源供電。微電網(wǎng)還配備了潮流控制器和保護(hù)協(xié)調(diào)器，在能量管理系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下，通過(guò)數(shù)據(jù)采集，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)壓、控制潮流、饋線保護(hù)等多項(xiàng)控制措施。當(dāng)外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致電能質(zhì)量和供電可靠性不能滿足微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷要求時(shí)，微電網(wǎng)可以通過(guò)主隔離開(kāi)關(guān)在PCC處切斷與主網(wǎng)之間的聯(lián)系，進(jìn)入孤島運(yùn)行模式，此時(shí)由饋線A和饋線B上的分布式電源及儲(chǔ)能設(shè)備承擔(dān)微電網(wǎng)內(nèi)的全部負(fù)載。

　　若微電網(wǎng)內(nèi)部微電源電力供給不足，可切除饋線C上的非重要負(fù)荷，保證對(duì)重要負(fù)荷和敏感負(fù)荷的持續(xù)供電。當(dāng)外部電網(wǎng)故障解除后，滿足并網(wǎng)條件時(shí)，主隔離開(kāi)關(guān)重新合上，微電網(wǎng)恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)有效地控制可以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)在兩種運(yùn)行方式間平滑的切換。此外，微電網(wǎng)還配置了能量管理器和潮流控制器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)單體微電源及整體微電網(wǎng)的控制分析。

　　智能微電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)

　　與常規(guī)的集中供電電站相比，分布式供電具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　(1)沒(méi)有或很低輸配電損耗，分布式電源布置在負(fù)荷附近，不存在輸送或只須短距離輸送，線路、配電損耗小。

　　(2)無(wú)需建設(shè)變配電站，可避免或延緩增加的輸配電成本;

　　(3)適合多種熱電比的變化，系統(tǒng)可根據(jù)熱或電的需求進(jìn)行調(diào)節(jié);

　　(4)土建和安裝成本低，各電站相互獨(dú)立，用戶可自行控制，不會(huì)發(fā)生大規(guī)模停電事故，供電可靠性高;

　　(5)減少環(huán)保壓力，分布式電源基本是 應(yīng)用可再生、清潔能源;

　　智能微電網(wǎng)存在的問(wèn)題

　　智能微電網(wǎng)的出現(xiàn)一方面是隨需求而生，另一方面也是隨著分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。因此，作為一種新興能源利用方式，總會(huì)存在這樣那樣的問(wèn)題。

　　第一：分布式電源不是為并網(wǎng)設(shè)計(jì)的，并網(wǎng)時(shí)會(huì)引起電壓調(diào)整、繼電保護(hù)、短路電流水平、電能質(zhì)量、潮流等問(wèn)題。

　　第二：分布式電源主要以私人行為或局部行為，以滿足客戶個(gè)體需求為主，容易給電網(wǎng)帶來(lái)安全穩(wěn)定問(wèn)題。

　　第三：風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等分布式發(fā)電的隨機(jī)性以及個(gè)體發(fā)電的隨意性，使得接 入分布式電源后，增加配電網(wǎng)調(diào)度與運(yùn)行管理的復(fù)雜性，使得配電網(wǎng)檢修施工風(fēng)險(xiǎn)加大。

　　第四：對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)帶來(lái)負(fù)面影響。由于大量的用戶安裝分布式電源，使得配電網(wǎng)規(guī)劃人員難以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)負(fù)荷增長(zhǎng)情況， 進(jìn)而影響規(guī)劃的合理性;同時(shí)，對(duì)于自備分布式電源的用戶，電網(wǎng)企業(yè)為保證其自備電源停運(yùn)時(shí)仍能正常用電，需要為其提供一定的備用 容量，這就增加了供電企業(yè)的設(shè)備投資與運(yùn)行成本。

　　從上不難看出智能微電網(wǎng)作為世界的新能源新秀，具有較大的發(fā)展前景，但也有多方面的相關(guān)限制。在我國(guó)這個(gè)世界第一人口大國(guó)中，由于有著基數(shù)較大的人口數(shù)量，以及不均勻的人口密度分布等特點(diǎn)，在我國(guó)發(fā)展智能微電網(wǎng)有一定的困難，但也是很有必要的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，智能微電網(wǎng)存在著“清潔、低成本、方便調(diào)節(jié)”等優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家《“一二五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃》、《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等眾多政策的支持下想必會(huì)有屬于自己的一篇廣闊藍(lán)天。