摘要:随着社会的不断进步与发展,传统能源的供给相对短缺,环境问题愈加突出,新能源的利用成为人们关注的重点。电能作为当前社会发展的基础性能源之一,其对于人们生产与生活都具有不可忽略的作用,如何提高电能的利用率,达到节约能源的目的,也就成为人们所研究的课题之一。分布式电源接入是电网发展的必然趋势,微电网是促进电能运用合理化与管理有效性的必然模式。本文结合交直流混合微电网的结构进行分析,并且就其接入分布式新能源的关键技术加以明确,希望能够为电能的合理配置与有效利用提供帮助。
关键词:交直流混合微电网;接入分布式;新能源;关键技术
传统能源相对依靠自然,这就使得其在使用的过程中,会造成严重的环境问题。为了有效地促进社会生产,保护环境,新能源的开发与利用成为当前所研究的重点。分布式新能源的发展与整体入网调配也在该种背景下受到了人们的重视。在能源互联网的背景下,分布式新能源也就是用户终端,其能够依靠区域内能源运用的实际状况来进行电能的输送与调配,而且能够与集中式大电网进行能源交互,从而为中心电能的运用提供支撑,这也就成为当前分布式新能源的关键性技术。微电网就是在分布式新能源的运用下,所形成的一种模式,其将新能源与新型用户有效地联系起来,能够实现“节能减排”“环境治理”与“产业升级转型”三个效果,具有较强的社会适用性。
一、交直流混合微电网的结构与性能解析
(一)结构
所谓交直流混合微电网也就是通过公共连接点(point of common coupling,PCC)与大电网相连接,微电网的运行状态以并网模式与孤岛模式为主。在该电网中,主要由如下几个部分组成:第一,单元控制方法。其是指交直流混合微电网中的DG、储能装备与符合的控制运行方式;第二,电源管理系统。DG间的协调控制策略是交直流混合微电网在并网模式下与孤岛模式下良好运行的关键。其协调控制策略主要有能源管理与电源管理。交直流混合微电网的稳定运行需要以单元控制器的协调合作与能量管理系统的完美结合为基础。
(二)性能
第一,稳定性。电力系统的稳定性是指在特定的运行条件之下,电力系统运行会受到一定的干扰,但是通过其自身的调节,能够达到平衡稳定的效果。根据其性质的差异,可以分为功角稳定、电压稳定与频率稳定。第二,可靠性。根据其不同组成部分,可将其可靠性分为发电系统可靠性、输电系统可靠性与配电系统可靠性。可靠性的存在能够最大程度的保证其供电的稳定。在交直流混合微电网中,其可靠性分析难度较大。第三,安全性。电力系统的安全性是指电力系统突然发生扰动时,不间断地向用户提供电力与电量的能力。与传统电网相比,微电网的复杂性更甚,其安全性的影响因素较多,这就使得安全性无法得到确切的保证。第四,经济性。电网运行的最终会落实于人们的生活与生产,因此,如果其成本偏高,也会间接的提升人们的成本,可利用性较差。故而,必须要加以控制。
二、交直流混合微电网接入分布式新能源的关键技术
从某个角度上而言,交直流混合微电网还是一种相对新颖的技术,其在运用范围上相对狭窄,自然缺乏对对应的经验支撑,这就使得在目前的交直流混合微电网运用时,必须要以关键技术作为支撑。笔者主要针对其保护技术进行研究,其主要如下。
(一)交直流混合微电网的故障类型
从结构上而言,其故障类型可以分为交流子微网与直流子微网2个部分。交流子微网的故障可以分为单相接地故障、相间短路故障、两相短路故障与三相接地故障;直流子微网的故障可以分为单极接地故障与极间短路故障。就目前来说,其接地故障主要有高阻抗接地与低阻抗接地。同时,其接地故障对系统的影响程度,也多取决于交直流混合微电网的接地方式。
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(二)交直流混合微电网接地方式
交直流混合微电网的接地系统对于检测故障、减少散杂电流与保障人员安全等都具有较大的影响。接地系统的性能指标主要有杂散电流与共模电压。不同接地方式杂散电流与共模电压各有优缺点,因此需要根据其具体的场合来进行选用。在此,必须要注意,交流子散网一般是以低压微电网系统为主,其接地方式的划分采用IEC国际标准。根据其具体形式可以划分为IN、TT与IT三种。
(三)交直流混合微电网保护方案
交直流混合微电网的保护实现中,其微电网结构的复杂性、DG的多样性以及电力电子器件的使用等都会产生一定的影响,从而使得其故障特征的提取与保护方案的配合必须要以微电网的实际状况作为基础。而在目前的微电网中,其孤岛模式与并网模式下,保护系统的自主配置完全不同,这就需要其在运行的过程中,加强技术监控,确保其运行模式的适应转变。
三、交直流混合微电网接入分布式新能源的发展评估
随着社会的不断发展与环保理念的渗透,人们开始认识到交直流混合微电网对于电力市场的作用,相信,在不久的以后,微电网将会成为必然的发展趋势。然而,在其未来发展中,笔者认为,其可能存在的问题有:
(一)现有的交直流混合微电网研究主要针对其结构,忽略了其中的一些控制性问题。在未来多条母线之间的协调控制与功率管理问题将会成为重点。
(二)微电网与传统电网的差别在于电能的分配,但是,在整个运用的过程中,其电能损耗、电压不平衡等问题依旧会存在,因此,必须要就其辅助装置的运用加以研究,提高其各种耗能的补偿。
(三)经济性能是电网设计与运行的重要指标。在目前而言,微电网的运用成本偏高,不符合大众的需求,因此,其虽然具有很多的运用优势,但是,从根本上而言,缺乏一定的适用基础,故而,在未来必须要就其成本加以控制。
四、结束语
社会的不断发展使得其对于能源的需求量不断增多,而环境保护理念的深化,又使得人们对于能源利用率的问题提出了不同的观点。电能作为当前社会发展的基础性能源之一,如何保证其分配的合理性与运用的有效性,成为关注的重点。微电网的存在能够有效地优化用户与供电单位的关系,从而使得电能的利用率提升。当然,其中具备的一些技术目前还缺乏完善,必须要通过漫长的发展来对其进行补充,来保证电力市场的稳定与发展。
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论文作者:杨志峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/18
标签:电网论文; 交直流论文; 新能源论文; 电能论文; 分布式论文; 故障论文; 能源论文; 《电力设备》2017年第28期论文;