张伟
新疆石河子天富热电股份有限公司天富发电厂 832000
摘要：电力对于社会发展的影响在逐步的加大，现代社会对于电力的依赖程度也在逐渐上升。本文针对我国的分布式发电与微电网供能控制的相关技术进行了分析与介绍，微电网是配电网未来发展的一个重要方向，而光伏发电是微电网和分布式发电的重要组成部分。
关键词：分布式发电；微电网；电力改革
前言：
自动19 世纪末期，世界上诞生首个发电企业以及电力网以来，受制于电力能源的单一性以及发电设备的高成本，长期以来作为一种稀缺资源，建设规模更为广泛以及强大的电力网，一直是世界电力的发展趋势以及研究热点。但是近年来在火力、水力等常规发电技术仍然作为主角的同时，风能、太阳能、潮汐能、生物质能等新型能源不断兴起，引发了世界能源及电力范围内一次新的革命，尤其是随着近年来世界范围内的几次大面积停电，使人们逐渐意识到大电网具有一定的脆弱性，一旦出现故障影响范围广，严重影响人们正常的生产及生活，基于以上种种原因分布式发电及微电网技术作为一种新的发电及电网模式近年来受到更多重视及研究。
一、分布式发电及微电网
（一）分布式发电定义
分布式发电通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电、燃料电池发电等，往往以新能源发电技术为主。
（二）微电网定义
目前对微电网尚未形成统一的定义，一般来讲，微电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。首先它是一个可孤立运行的小型发配新系统，在不与外界连接的情况下，通过自身的分布式电源（可
以是常规发电设备，也可以是新型清洁能源）发电并通过内部供电网实现对内用各用户的供电，并可将多余的电能通过储能装置进行储能，以便于在用电高峰或者设备故障时作为后备电源使用，配电网内还需具备相应的电力保护及监控设备，以便于在供电系统内部出现短路等故障时，及时切除故障，防止事故扩大影响网内用电及设备安全，同时还可以通过内部的能量管理系统，对各用户的用电进行调度管理。
其次，还可以是一个能够与外电网点连接的子网，在满足各种并网条件下，可以与外部主网连接，以实现外部电能输入至内部，或者内部电能向外部主网输送的功能。
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二、分布式发电及微电网功能控制的关键技术
（一）微电网并网及控制技术
电网传统并网接口主要以同步发电机为主，但微电网由于其分布式发电技术特点的关系，一般多采用异步发电机以及电力电子变化设备特别是逆变器并网，而拓扑结构则是逆变器的关键部分，但目前逆变器的拓扑结构设计普遍存在模块化集成带来的寄生参数问题，高频化带来的效率降低问题等，而且传统的逆变器往往为隔离型，取用传统的工频变压器，往往造成体积大成本高等缺点，除上述问题外，如何提高输出电压波形质量也是需要研究的一个重点问题。因此研究非隔离型简化拓扑结构的逆变器，并增大允许的直流电压输入范围，研究应用软开关逆变技术等将是微电网并网技术的发展方向。
由于微电网以分布式发电电源为主，每个分布式电源的容量都不是很大，但往往数量众多，这就使微电网的控制不会像常规电网，可以实现由电网调度中心统一控制及故障处理，这就对微电网的运行及控制技术产生了新的要求。这些要求主要包括：能够根据电网的需求以及故障情况，自主实现与主网的并网、解列或者是两者的过渡转换运行，同时能够实现独立的有功与无功控制，实现微电网与大电网之间的协调优化运行以及对大电网的安全支撑。
由于微电网分布式电源的引入，改变了电网配电线路中有功与无功功率的方向，使得配电系统成为一个多电源系统，并且出现新的接点类型，这就使传统电网运行及控制所采用的潮流计算方法变得更为复杂，同时还存在分布式电源的建模问题，因此对微电网的运行控制除了涉及控制理论及控制设备外，还涉及到新的电网分析及仿真建模技术。
（二）电力电子技术
电力电子技术是分布式发电和储能技术的关键技术之一。清洁能源如风能、太阳能，需要通过电力电子装置向电网输出电能。在微电网工程应用中，需要研究适用于微电网的电力电子技术，开发微电网专用电力电子设备，如电流和电压型并网逆变器、并网静态开关和电能质量控制装置。
光伏电池、风机、燃料电池、储能元件、高频燃气轮机都需要通过电力电子装置与电网系统相连。这些变换器既可能是交流-交流装置，也有可能是直流-直流装置，还有可能是逆变器。电力电子装置与传统的旋转发电机组有很大不同，具有响应速度快、惯性小、过流能力弱等特性，这使得微电网系统管理的控制方式比常规发电更加复杂，要求处理时间更快。适用于微电网的电力电子装置，除了具备常规电力电子装置逆变和电能变化功能，还需要具备有功-频率调节、无功-电压调节和谐波补偿功能。
（三）微电网管理和保护技术
微电网系统一般容量相对较小，在孤岛状态运行时对发电设备发电量和负荷波动较为敏感，抗扰动能力差。随着新能源应用规模不断扩大，微电网系统中需要有能量管理单元，对系统进行有效地运行控制与能量优化管理，保证系统稳定可靠运行，提升新能源产业的经济效益。微电网的运行方式与所处的电力市场和能源政策、系统内部分布式电源类型和渗透率、负荷特性和电能质量的约束有关。微电网可以根据上网电价的高低，在电网用电高峰时段向电网输出电能，在用电低谷时段从电网获取电能，获得良好的经济收益。微电网承受扰动能力较弱，在分布式发电所占比例较大时，需要对用电负荷、发电单元和储能单元进行管理和控制，抑制风能、光伏等新能源发电波动和负荷需求波动，维护系统稳定，保障用户用电需求。
微电网既可以作为独立用电单元，也可以作为负荷，参与外部大电网协调控制。微电网其中包含大量的电力电子装置，可以为电网提供频率稳定、电压稳定、调节电网功率平衡等服务。
在微电网中能量是可以双向流动的，同时微电网中总线既可以是交流总线、直流总线或两种混合型。微电网可以运行在并网或孤岛两种模式下。这都决定微电网系统的保护控制与常规电力系统中的保护和控制在方法、策略上有很大不同，需要研究微电网故障诊断算法与控制保护系统。
结论：
分布式发电与微电网在我国的电力发展的一个重要方向，这些技术和问题是当今研究的热点，对于国家的电网改造有着重要的意义和价值，面对这种情况本文针对分布式发电与微电网供能控制进行了初步的分析与介绍，希望可以对我国电力的发展和改革起到一定的积极作用和启示。
参考文献：
[1]国网电力科学研究院.分布式发电及微型电网技术研究应用现状及发展趋势[Z].2009.
[2]许洪阳.通过冰灾和震灾看发展分布式电源和微电网的重要性[J].中国科技财，2008，（8）.
论文作者:张伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/17
标签：电网论文; 分布式论文; 电能论文; 电力论文; 装置论文; 系统论文; 逆变器论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;