陳宵雪　董澄

摘 要：當(dāng)前，隨著用電質(zhì)量要求的不斷提高，電力企業(yè)需要不斷提升配網(wǎng)建設(shè)水平。在技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化過(guò)程中，電力企業(yè)要通過(guò)智能調(diào)控和多方互補(bǔ)的方式，以已有的主動(dòng)配電網(wǎng)為基礎(chǔ)，接入微電網(wǎng)。本文首先分析了微電網(wǎng)技術(shù)的概念和特點(diǎn)，詳細(xì)論證了微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用，旨在為微電網(wǎng)技術(shù)的推廣提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)配電網(wǎng);微電網(wǎng)技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）26-0053-03

Application of Microgrid Technology in Active Distribution Network

CHEN Xiaoxue DONG Cheng

（1. Xinxian Power Supply Company of State Grid Henan Electric Power Company，Xinyang Henan 465550;

2. Guangshan Power Supply Company of State Grid Henan Electric Power Company，Xinyang Henan 465450）

Abstract： At present， with the continuous improvement of power quality requirements， power companies need to continuously improve the level of distribution network construction. In the process of technological improvement and optimization， power companies should access the microgrid based on the existing active distribution network through intelligent regulation and multi-party complementarity. This paper first analyzed the concept and characteristics of microgrid technology， and demonstrated in detail the advantages and applications of microgrid access to active distribution network， aiming to provide a theoretical basis for the promotion of microgrid technology.

Keywords： active distribution network;microgrid technology;technology application

伴隨世界電力系統(tǒng)格局的變化，未來(lái)，供電企業(yè)要不斷改進(jìn)技術(shù)，將微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)中。兩種技術(shù)的結(jié)合能有效調(diào)節(jié)配電網(wǎng)和微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分布式電源在電力企業(yè)中的配電網(wǎng)控制，起到降低環(huán)境污染、減輕電力企業(yè)供電成本、提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的作用。

1 微電網(wǎng)技術(shù)概述

微電網(wǎng)技術(shù)是一種新型技術(shù)，這種技術(shù)能夠承擔(dān)中小型傳統(tǒng)發(fā)電模式的改進(jìn)任務(wù)，對(duì)傳統(tǒng)的分布式配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。作為一種獨(dú)立運(yùn)行的特殊電網(wǎng)，它可以確保供電企業(yè)為周邊提供更多更好的電能，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)的劣勢(shì)。

微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)，多方面進(jìn)行用電網(wǎng)絡(luò)的智能調(diào)控，這是當(dāng)前電力調(diào)節(jié)控制和管理優(yōu)化的主要技術(shù)手段之一。配電網(wǎng)采用微電網(wǎng)接入的方式，不但能夠優(yōu)化運(yùn)營(yíng)模式，大大降低環(huán)境污染，而且可以降低電網(wǎng)運(yùn)行成本。在主動(dòng)配電網(wǎng)中，微電網(wǎng)技術(shù)具有廣泛的技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，應(yīng)用成果顯著。例如，技術(shù)人員可以構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立且完善的微電網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)，采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有效管理的運(yùn)營(yíng)模式，降低電力傳輸造成的額外能量損耗。

微電網(wǎng)能夠完善電力供應(yīng)技術(shù)，促進(jìn)供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。微電網(wǎng)將電力儲(chǔ)能設(shè)備和分布式電能技術(shù)相結(jié)合，使得自身能夠接入大電網(wǎng)，并通過(guò)控制不同的發(fā)電負(fù)荷和發(fā)電單元，有效降低分布式電源大規(guī)模接入的影響，解決電力分配不均的問(wèn)題。微電網(wǎng)具有分布式發(fā)電站的特點(diǎn)，能夠充分提升電能利用效率。主電網(wǎng)通過(guò)微電網(wǎng)系統(tǒng)為電力負(fù)荷輸出電能，同時(shí)采用智能調(diào)節(jié)設(shè)備，當(dāng)電力質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，其通過(guò)智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)主動(dòng)與大電網(wǎng)連接。微電網(wǎng)是相對(duì)獨(dú)立的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)，其穩(wěn)定性較好，慣性績(jī)效優(yōu)良，不會(huì)隨著用電峰谷的波動(dòng)出現(xiàn)無(wú)法滿足電能需求的問(wèn)題。

2 微電網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)

微電網(wǎng)技術(shù)利用儲(chǔ)備的電能對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量加以平衡。接入微電網(wǎng)時(shí)，技術(shù)人員需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，合理調(diào)配電網(wǎng)配置。主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行期間容易發(fā)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，隨著電力需求峰谷的波動(dòng)產(chǎn)生較大的變化，這種變化多并且復(fù)雜，毫無(wú)規(guī)律可循。當(dāng)接入微電網(wǎng)時(shí)，在協(xié)調(diào)分布式電源和處理電網(wǎng)電壓?jiǎn)栴}的過(guò)程中，兩組配電網(wǎng)同時(shí)運(yùn)行，可以對(duì)不同種類電源和儲(chǔ)能裝置進(jìn)行合理調(diào)控。

一是主動(dòng)配電網(wǎng)接入微電網(wǎng)，構(gòu)造結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特，相關(guān)節(jié)點(diǎn)將主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)緊密連接，可以降低電力傳輸中的額外能量消耗。這種結(jié)構(gòu)將兩組配電網(wǎng)進(jìn)行有效的連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能裝置和不同種類電源的有效調(diào)控。在接入微電網(wǎng)后，主動(dòng)配電網(wǎng)能整合各種分布式電源，以便實(shí)現(xiàn)充分利用。例如，應(yīng)急供電柴油發(fā)電機(jī)組及熱電聯(lián)產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C(jī)組配合主動(dòng)配電網(wǎng)，可調(diào)節(jié)功率雙向流動(dòng)方向和大小，并達(dá)到柔性消納的目的，在分布式電源的有效處理和擴(kuò)展上兼顧雙網(wǎng)運(yùn)行[1]。

二是為了保證用戶正常用電，電力企業(yè)在充分利用微電網(wǎng)和主動(dòng)配電網(wǎng)時(shí)會(huì)利用多余的電量，同時(shí)借助電力管理系統(tǒng)的整體運(yùn)行能力，提升電能利用率，提高主動(dòng)配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量。主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行期間，電壓分布較為復(fù)雜，各種儲(chǔ)能裝置和主動(dòng)負(fù)荷的集群接入需要設(shè)置大量分布式電源。在接入和退出中，分布式電源具有分散性和隨機(jī)波動(dòng)性，給電壓的穩(wěn)定性帶來(lái)交叉影響，影響配電設(shè)備的運(yùn)行壽命。

3 微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

3.1 控制電壓不穩(wěn)定問(wèn)題

微電網(wǎng)的接入，可以控制電壓不穩(wěn)定問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓協(xié)調(diào)控制，保證儲(chǔ)能裝置、無(wú)功補(bǔ)償裝置和分布式電源能夠有效解決電網(wǎng)電壓?jiǎn)栴}。其平滑切換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)接口處的電壓相關(guān)參數(shù)控制，通過(guò)降低分布式電源，解決配電網(wǎng)電壓不穩(wěn)的問(wèn)題。

3.2 保障主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償

基于并網(wǎng)逆變器和電力電子裝置的分布式電源采用PWM雙向變換器，它會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的諧波污染，同時(shí)非線性負(fù)荷和功率變流器的應(yīng)用也容易帶來(lái)無(wú)功問(wèn)題。相應(yīng)的電力保障定制中，基于微電網(wǎng)定制電力技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備和微電網(wǎng)柔性并網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)相結(jié)合，可有效處理諧波和無(wú)功問(wèn)題，從技術(shù)上為用戶負(fù)荷提供電力保障[2]。

3.3 有效地降低主動(dòng)配電網(wǎng)網(wǎng)耗

主動(dòng)配電網(wǎng)的消耗較大，分布式電源、儲(chǔ)能裝置和相關(guān)負(fù)荷接入微電網(wǎng)，可就近為附近負(fù)荷供電，產(chǎn)生直流有源網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而將原有無(wú)源網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成混合使用的交直流有源網(wǎng)絡(luò)，重新調(diào)整配電網(wǎng)的潮流分布。但是，不合理的分布式電源或儲(chǔ)能裝置布局會(huì)影響電能供應(yīng)，達(dá)不到減少損耗的目的。微電網(wǎng)技術(shù)能對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理布局，再將分布式電源和電源儲(chǔ)能裝置從單點(diǎn)進(jìn)行主動(dòng)配電網(wǎng)的連接，使得主動(dòng)配電網(wǎng)在有效調(diào)節(jié)功率、優(yōu)化運(yùn)行模式方面發(fā)揮潮流優(yōu)化調(diào)節(jié)作用，達(dá)到分布式能源柔性消納的目標(biāo)，并且主動(dòng)配電網(wǎng)的可靠性大大提升。

3.4 可以降低主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制難度

采用很多種類的分布式電源接入點(diǎn)相對(duì)分散，可控性較差，如果不結(jié)合其他能源進(jìn)行協(xié)調(diào)供電，很難保障配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。微電網(wǎng)的接入，不但可以保障用戶正常用電，而且可以解決主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理及控制難度較大的問(wèn)題。傳統(tǒng)輸電運(yùn)行模式難以發(fā)布實(shí)時(shí)電價(jià)信息和選擇經(jīng)濟(jì)用電模式，但是微電網(wǎng)接入可以實(shí)現(xiàn)以上功能。分布式電源和相關(guān)用戶整合后可作為智能單元接入主體電網(wǎng)，微電網(wǎng)可以傳遞主動(dòng)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)參數(shù)和相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信息，減少配電網(wǎng)的分布式電源數(shù)量和用戶控制難度，保證電網(wǎng)穩(wěn)定供電[3]。

4 微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用

微電網(wǎng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理和技術(shù)方面的不足，優(yōu)化主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)各方利益的最大化。首先，主動(dòng)配電網(wǎng)接入微電網(wǎng)時(shí)要合理選擇接入位置，針對(duì)功率交互約束和分布式電源種類繁多等問(wèn)題，電力企業(yè)需要進(jìn)行綜合規(guī)劃和設(shè)計(jì)，分別從長(zhǎng)期和短期入手，制定微電網(wǎng)分布式電源的規(guī)劃技術(shù)方案。長(zhǎng)期規(guī)劃要分析電網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫卣?、?fù)荷需求等因素，短期規(guī)劃要分析網(wǎng)絡(luò)損耗、建設(shè)環(huán)境和運(yùn)行成本。效益分析方面，要考慮電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益等。

接入微電網(wǎng)時(shí)，電力企業(yè)需要設(shè)計(jì)多模式多約束的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。因此，微電網(wǎng)的接入可以采取分布式電源互補(bǔ)性設(shè)計(jì)，電網(wǎng)多層次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多目標(biāo)的微電網(wǎng)選址、定容與優(yōu)化配置設(shè)計(jì)等方式[4]。

常規(guī)繼電保護(hù)裝置容易發(fā)生誤動(dòng)情況，降低用戶用電質(zhì)量，導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行的不可靠和不穩(wěn)定，因此不可控分布式電源需要進(jìn)行改進(jìn)。微電網(wǎng)和主動(dòng)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)故障問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可以立即進(jìn)行孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)換，保證分布式電源的連續(xù)供電。電力電子固態(tài)開(kāi)關(guān)調(diào)控方面，要進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移和配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，保證微電網(wǎng)供電信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享，防止故障帶來(lái)的大面積斷電問(wèn)題，提升配電網(wǎng)的供電可靠性。

電網(wǎng)檢修和電網(wǎng)故障時(shí)，微電網(wǎng)可防止大量電源離網(wǎng)和大面積斷電事故的發(fā)生。微電網(wǎng)依靠主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行，可以有效控制能量傳輸。主動(dòng)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)的結(jié)合，還可以參考電價(jià)、氣價(jià)、天氣預(yù)報(bào)和負(fù)荷需求等參數(shù)，有效保證微電網(wǎng)調(diào)度中對(duì)儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷實(shí)施和分電源進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的智能調(diào)控。另外，對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控，相關(guān)信息處理后傳遞給電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理中心，以降低管理難度，提升用戶滿意度。

隨著微電網(wǎng)的接入，分布式光伏發(fā)電技術(shù)大量應(yīng)用，提升了電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。各個(gè)供電公司服務(wù)質(zhì)量提高，得到了很多用戶的贊許。微電網(wǎng)管理系統(tǒng)可以對(duì)用戶用電情況、電能儲(chǔ)存情況、售電入網(wǎng)情況和光伏發(fā)電量進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，保證用戶取得最大經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)為客戶提供較為經(jīng)濟(jì)的用電儲(chǔ)能方式。天氣惡劣時(shí)，微電網(wǎng)接入后，它還能對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的儲(chǔ)能實(shí)時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)電，特別是在配電網(wǎng)發(fā)生故障后，可以有效地保證用戶正常用電。孤島運(yùn)行模式能夠利用儲(chǔ)能裝置調(diào)控電源，從而提高用電的經(jīng)濟(jì)性和可靠性[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足電力企業(yè)的需求。引入微電網(wǎng)的主要目的是提高主動(dòng)配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行效率，降低環(huán)境污染，保障電力企業(yè)供電質(zhì)量。主動(dòng)配電網(wǎng)要構(gòu)建智能控制的配電網(wǎng)絡(luò)，這是當(dāng)今社會(huì)主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍將越來(lái)越大。因此，電力企業(yè)要將微電網(wǎng)技術(shù)合理融入主動(dòng)配電網(wǎng)中，提升電力保障水平和服務(wù)水平，最終獲得社會(huì)各界的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉戀.解析主動(dòng)配電網(wǎng)中微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)際運(yùn)用[J].電子元器件與信息技術(shù)，2019（5）：74-76.

[2]唐盛平.主動(dòng)配電網(wǎng)中的微電網(wǎng)技術(shù)分析[J].大科技，2018（24）：80-81.

[3]彭皓.微電網(wǎng)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用探究[J].通信電源技術(shù)，2018（6）：191-192.

[4]吳萍.主動(dòng)配電網(wǎng)中微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（2）：77-80.

[5]劉校明.主動(dòng)配電網(wǎng)中關(guān)于微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬），2017（5）：147-148.