摘要：微电网作为分布式发电的一种必然网络结构，是由分布式电源、电力电子装置以及负荷构成的一种新型发配电力系统。它既能作为一个自治系统独立运行，又能作为一个可控单元并网运行。本文针对微电网技术及其应用关键问题进行简要分析与探讨，仅供参考。
关键词：微电网技术；应用；问题
1微电网概述
微电网是一种新型的电网结构，其关键字是“微”，即小型电网，与传统的大规模电网相比较而言，其功能性不差，只是规模相对较小。微电网包括几个主要部分，分别是微电源、负荷、储能系统、控制装置，可以实现自我控制、自我保护、自我管理，并且能够和其他的电网实现并网运行，同时也能独立于其他电网运行。在微电网中有多个分布式结构，能够通过开关与常规的微电网进行连接，从而实现对整个电网的控制。在微电网中，就地控制器是一个十分关键的部分，包括分布式电源以及相应荷载，能够实现对微电网的暂态控制，使得微电网的能量高管理变得更加稳定、安全。
从系统角度来看，微电网是一种现代电子技术，可以将各种设备、装置组在一起。对于规模较大的电网来讲，可以将微电网看成是一个可控制的小型电网单元，其反应制动灵敏性更高，能够在较短的时间内就完成对其他装置和设备的控制，并且能够满足外部元件的配电要求。当然，从用户的角度来讲，微电网则可以满足用户的一些要求，尤其是一个个性化需求，例如降低电能损耗、节约成本、提高电压稳定性等，都可以通过微电网技术实现。
正是由于微电网可以与大电网并网运行也能实现独立运行，因此当配电网出现故障的时候微电网仍然能够正常运行，所以提高了电力系统的稳定性，防止由于电力故障导致各种电气设备不能运转。根据当前使用较多的一种关于微电网的定义得知，微电网中的电源可以实现同时提供电力和热力，而且微电源大多是电子型的，具有一定的灵活性，能够确保以一个集成系统运行，正是由于微电源的灵活性，使得整个微电网成为一个可以独立运行的单元，能够提高电器元件对电源的需求。另有学者在对微电网进行研究的时候认为，微电网与主电网之间的关系，是相互联系也相互独立的，当主电网出现故障的时候微电网独立运行，但是当主电网恢复正常之后微电网要及时与配电系统进行连接，保证用户的电力供应一直不间断，提高供电可靠性。因此，微电网技术中避免了传统的分布式电源对配电网带来的负面影响，而且还能对接入了微电网的配电网起到支持作用。
当前我国微电网技术中，应用比较广泛的是功率范围在100kW以下的微型燃气轮机，其转速较高，采用空气轴承，发出的电流信号频率较高，经过交流、直流、交流变化之后可以形成50Hz的工频交流电，并且供给相应的荷载单元使用。但是有一个问题需要注意，传统微型燃气轮机的燃料燃烧时会产生污染环境的气体，因此要摒弃这种方式，可以采用燃料电池，具有高效、低排特点，尤其是对于一些高温环境比较适用，但是燃料电池的价格比较贵，在实际应用中的经济可行性不高，未来还应该要加强对这类电池的研究。
2微电网的结构
相对于电力系统而言，微电网的独立性更强，每一个微电源都可以实现自主控制，具有即拔即插功能，能实现实时控制，微电网中的每一个电源都能实现对微电网的电压控制、潮流控制，并且能够维持微电网运行的稳定性。在微电网中，配电网与微电网之间如果突然解除连接，则可能会对电网中的设备产生很大的冲击，为了减少这种冲击，则可以对微电网结构进行重新设计，对设备进行分别连接，例如将一些不是太重要的设备连接在同一条馈线上，将一些重要的或者比较敏感的荷载连接在另外的馈线上，对于连接了重要以及敏感荷载的馈线上装设分布式电源、储能元件及相应的控制、调节和保护设备。采用这种结构设计，当微电网与主电网解除连接的时候，隔离装置可以发挥相应作用，确保重要的、敏感的荷载元件依旧可以正常运转。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3微电网的控制与运行方式
3.1微电网的控制技术
1）有功和无功功率控制。微电网中的微电源大多是电力电子型，因此微电网对电网中的不同性质的功率是分开调节的，例如逆变器主要实现对无功功率的控制，而通过逆变器的电压以及网络电压的相角则可以实现对有功功率的控制。
2）基于调差的电压调节。在一些规模较大的电网中，各个电源之间的阻抗较大，因此不会出现无功环流现象，但是微电网中的电压整定值相对较小，如果微电网中有大量的微电源接入，而不能进行就地电压控制，则可能会产生电压以及无功振荡，对电压进行控制的要求就是要保证微电网中不会出现无功环流。因此，要对微电网中微电源所发出的电流进行分析，看电流是属于感性还是容性的，根据电流性质再确定电压整定值，一般产生的电流为容性时，其电压整定值要相应降低，而产生的电流为感性时，其电压整定值要相应升高。
3）快速负荷跟踪和储能。在一个规模较大的电网中，当接入一个新的荷载时，为了实现能量平衡，则主要是依赖于大型发电机的惯性，此时系统频率略微降低，外界几乎无法察觉，同时，由于微电网中的发电机的惯量相对较小，加上有的电源的响应时间较长，因此当微电网与主电网之间接触连接，分别独立运行的时候，微电网必须要借助蓄电池、超级电容器、飞轮等储能设备，对系统的惯性进行增加，才能确保电网的正常运行。
4）频率调差控制。当微电网与主电网断开连接独立运行的时候，微电网中各个机组所承担的荷载比例不相同，要通过频率调差控制，对各个机组承担的负荷进行调整，从而使得各个机组得到有效调配，对资源进行充分利用，防止某个机组荷载过大的现象。
3.2微电网的运行方式
1）微电网的并网运行。微电网的并网运行指的是微电网与主电网进行并网连接运行的方式，要根据微电网中的荷载情况来确定具体的保护方案，同时要根据微电网中负荷对电压变化的敏感度来设置相应的保护装置，例如当配电网中出现故障的时候，要采用高速开关类隔离装置，将微电网中的一些重要的敏感的元件隔离开。此时，微电网中的DR应该要保持闭合状态，确保配电网出现故障之后依旧能够给微电网中的一些重要的负荷进行供电。如果微电网中出现故障，除了进行隔离之外，还应该要及时做好与主电网之间的连接，一旦配电网恢复了正常运转，则还应该要通过测量对电压的幅值和角度进行确定，采用手动或者自动的方式将微电网重新接入主电网中。如果微电网中的微电源数量为一个，则可以采用手动方式重新接入，如果有多个微电源，则可以采取自动方式重新接入。
2）微电网的独立运行。当微电网与主电网独立的时候，为了使得微电网中隔离的故障区域更小，则要对微电网中的保护装置进行有效地协调和分配，从而使得微电网能够独立运行，提高运行效率。当前微电网中的设备大多是电子型设备，当电网出现故障的时候，其发出的故障电流大小不强，不能有效地启动电网保护装置使其制动，对电网进行保护，为了解决这个问题，只能从改变微电网中的保护装置和保护策略着手，例如，在微电网中可以采用一些阻抗型、零序电流型、差分型保护装置，对微电网进行保护，另外，还要做好微电网的接地设计，提高微电网继电保护的稳定性与准确性。
结语
综上所述，能源危机和环境问题促使我们要不断开发新能源，分布式电源具有较大的空间和前景，但是分布式电源自身的限制决定了要对电网结构进行改善和调整。微电网是一种全新的电网技术，可以实现对多种荷载的电能供给，并且提高电网运行的稳定性，从而实现传统电网向智能电网的过渡。
参考文献
[1]李霞林,王成山,郭力,等.直流微电网稳定控制关键技术研究综述[J].供用电,2015.
[2]张连芹.微电网运行若干关键技术研究[D].上海交通大学,2013.
论文作者:刘鹏德,刘宏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：电网论文; 电源论文; 荷载论文; 电压论文; 分布式论文; 独立论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第34期论文;