摘要：随着新能源的发展，智能微电网也成了研究热点，智能微电网供电模式越来越受到广泛关注，被认为是低碳智能配电网的发展趋势，而在智能电网环境下，为更好地实现削峰填谷，在用户需求侧管理中引入了分布式储能技术。
关键词：智能电网；分布式储能；关键技术；应用展望
前言：微电网是一种新型的电网结构，一般由微型电源侧、控制侧、储能侧和负荷侧4个方面组成，这种新型的电网结构，可以合理利用可再生能源，改善能源结构。本文综述了近年来国内外智能微电网的发展现状及其关键技术，展望了微电网在我国智能电网建设中的应用前景，并且指出了待解决的问题。
1.智能微电网简述
智能微电网是集成先进电力技术的分散独立供能系统，靠近用户侧，容量相对较小，将分布式电源、负荷、储能元件及监控保护装置等有
机融合，形成了一个单一可控单元；通过静态开关在公共连接点与上级电网相连，可实现孤岛与并网模式间的平滑转换；就近向用户供电，减少了输电线路损耗，增强了抵御来自上级电网故障影响的能力。当上级电网发生故障或电能质量不能满足要求时，微电网切换到孤岛模式下运行，保证自身安全稳定运行。综上所述，智能微电网主要具有以下特点：（1）自治性，微电网是由分布式电源、负荷、储能单元构成的小型系统，运行方式灵活，可以独立自治运行，实现自我控制、保护与管理。（2）互动性，微电网运行控制在采集分布式单元信息的基础上，实现了配电网、微电网、控制器间的互动通信。（3）多元性，微电源构成多元化，有热电联产燃气轮机、柴油机等高效低污染电源及风力、光伏发电单元。负荷类型多元化，有敏感型、非敏感型，可控型、非可控型等。
2.关于微型电源
2.1 风力发电机：风力发电机组主要分成2部分，即风力涡轮机和发电机，它是将风能转换为机械能，再转换为电能，它最有希望的应用前景是用于偏远的无电网地区，为山区的农村、边疆的牧区和远离大陆的海岛居民提供生活和生产所需的电力，风力发电技术在现今的新能源领域已经比较成熟，对环境影响较小。
2.2 微型燃气轮机：其主要由燃气轮机、高速交流发电机、高效回流换热器和电力变频控制器组成，微型燃气轮机主要燃料为天然气、甲烷等可燃气体，其特点是体积小、重量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单，它是目前最成熟，也是最具有商业竞争力的微型电源。
2.3 燃料电池：燃料电池是将化学能转换为电能的一种能量转换装置，原理与常用的电池相近，但与普通电池不同，不需要再次充电使用，而是向燃料电池的电极提供“燃料”和氧化剂，燃料电池是一种清洁的发电方式，被人们称为继水电、火电和核电后的第四种可持续发电方式。
2.4 太阳能光伏发电：光伏电池是将可再生的太阳能转化成电能的一种发电装置，光伏发电主要由光伏阵列模块、逆变器和控制器3部分组成，全球能源专家认定，太阳能将成为本世纪最重要的能源之一，所以，光伏发电备受关注，微型电源的发展有着重要意义，首先它可以解决偏远地区供电问题，保证环境的稳定；其次它可以保证供电的稳定性，实现能源多样化；最后它还可以提高传统电网供电的安全性和可靠性。
3.微电网控制策略
3.1 主从控制：主从控制是指设置某个控制器为主控制器，其他的控制器为从控制器，主控制器与从控制器间通过通信联系在一起，从控制器服从于主控制器。这种控制策略是以1个微型电源作为主控制环
节，其他的从控制器听从于主控制器的各种指令，通过它们之间的主从关系，反映出它们的主从结构，在这种主从关系下，主控制环节中的微型电源的输出功率必须满足对整个微电网的负荷要求．由于这种主从控制主要基于对微型电源间的控制，所以各个微型电源之间必须确保通信联系，一旦通信联系发生中断或者出现故障，微电网将无法正常工作。微电网主要运行于并网和孤网2种条件下，在并网模式下运行时，大电网可以通过稳定整个电网系统的频率，使微电网不用自行进行频率的调节；而在孤岛模式下运行时，微电网脱离大电网，它的主从控制系统中的主控制环节必须维持整个微电网系统的频率和电压，所以，在并网模式下运行时，微电网中所有微型电源均采用PQ控制，微电网不参与系统频率的调节，只是输出对应负荷需求的有功和无功功率；在孤岛模式下运行的主控制环节采用V/f控制，以此来维持整个微电网系统的电压和频率恒定不变。
3.2 对等控制：所谓对等控制，在微电网中给出了如下的定义：对
等控制系统中每个微型电源都有相等的地位，没有哪个控制环节像主从控制环节中那样对整个微电网有着特别重要的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种控制策略能够让微电网具有“即插即用”的功能．所谓的“即插即用”功能，就是指在能量平衡的条件下，微电网中的任何微型电源在接人或断开时，不需要改变微电网中其他环节的设置，而且能够保证整个微电网的稳定性。所以，当微电网采用对等控制策略时，微型电源的变量就需要采用本地变量进行控制，不同的微型电源之间不存在通信联系，微型电源的接人和退出，都是随机的和不可预测的。由于该方法在微型电源间不依赖于通信联系，从理论上来说，它可以提高微电网系统的可靠性并降低系统的成本，所以对等控制策略备受国内外研究人员的关注。
3.3 分层控制：分层控制策略与主从和对等控制策略不同，分层
控制的核心是它独有的中心控制器，中心控制器主要用来对整个微电网中的各个微型电源发出控制信息和指令。在分层控制中，往往将整个微电网系统分为多个层次，每层都设置中心控制器，层与层间通过各层的中心控制器通信联系，由于将微电网分为多层次的关系，中心控制器间的通信中断后，不会影响各层的控制，因此，它对通信联系的依赖性不是很强。中心控制器首先对微型电源的输出功率和负荷需
求进行预测，然后通过预测的各类数据，对整个微电网的输出状况进行合理的规划，并根据收集到的的电压、电流、功率和频率等状态信息，对整个微电网的运行状况进行实时调控，调节和控制各个微型电源、负荷和储能装置的接入和退出以及它们的输出环境和输出状态，保证微电网频率和电压幅值的稳定。
4.分布式储能需求侧管理意义
传统电力系统中，为维持发电和用电的及时平衡，电网的规划、设计、调度和运行等大多基于满足高峰负荷时的安全需求原则而考虑。然而研究表明，高峰负荷持续的时间相对整个统计周期而言并不长，从我国近年来的电力持续负荷统计看，全国95％以上的高峰负荷年累计持续时间只有几十个小时，为满足这部分高峰负荷而增加调峰发电装机乃至投入巨资改造电网，显然是很不经济的。再者火电在中国依然 占据着很大比例，由于火电机组的启停复杂，且消耗大量资源。导致火电厂的运行有强烈的连续性要求，而现实生活中的负荷却是波动的，这种生产方与需求方的不协调、不同步给电力系统的设计、运行带来 了很大难题。目前采用的抽水蓄能解决方式有着效率低下的天然劣势。随着储能技术的发展，设想在用户的电表后都安装大容量储能设备。配合实时电价机制，当负荷增长进入高峰期时。电价随之升高，用户通过智能电网的通信网络获取到该实时电价信息，为追求利益将主动放弃使用电网电能，改用储蓄电能，促使负荷下降；当负荷下降进入低谷期时。电价随之降低用户的储能装置将进入充电状态，成为电网中的一部分负荷，促使负荷上升。可引入分布式储能装置，通过需求侧管理达到削减高峰负荷目的的做法很重要。
5.我国微电网应用展望
微电网作为大电网的有效补充，实现新能源发电并网的协调控制与优化运行，避免极端恶劣天气状况对大电网的不利影响，保障电力安全可靠供应，符合我国智能电网的发展趋势。目前我国微电网发展处起步阶段，还需要进行技术、政策、管理等方面的研究与实践。
5.1微电网运营模式方面：目前我国微电网范围界定尚不明确，运营
模式尚未理顺，需要在提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制电能质量要求、降低运行成本等方面积极开展适合我国国情的微电网运 营模式的研究，为规范和引导微电网投资建设提供有力依据。
5.2微电网规划建设方面：需要对国内外微电网建设的优秀经验进行系统性提炼，研究并提出实用化的微电网典型供电模式，为我国微电
网规划建设提供规范陛的引导。
5.3微电网关键技术方面：微电网运行协调控制技术是微电网技术的核心。虽然国内已开发出微电网运行监控系统，但难以满足实时性更强、灵活性更高的要求。需要开展微电网协调运行控制的技术攻关，实现微电网内部及与配电网间的协调运行。
结束语：微电网在降低能耗、提高供电可靠性和灵活性等方面具有巨大潜力。我国微电网研究从电网智能化促进低碳化、解决海岛偏远地 区供电问题的角度出发，通过电力规划、运行管理等关键技术的研究，实现提升能源效率、促进清洁能源发展及保障电力供应等目标。与欧美国家相比，我国仍存在一些差距，迫切需要进一步开展微电网关键技术的研究，探索出一条适合我国国情的低碳能源发展道路，促进智能微电网在我国的综合应用。
参考文献：
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[2]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（11）
[3]赵宏伟.吴涛涛.基于分布式电源的微电网技术{J}.电力系统及其自动化学报，2008（12）
论文作者:何宇坤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：电网论文; 负荷论文; 电源论文; 控制器论文; 主从论文; 分布式论文; 智能论文; 《基层建设》2018年第3期论文;