摘要:就分布式电源的应用来说,其增加了电力运行控制、电网控制、电力市场控制的难度,使得含多种分布式能源的微网技术,成为解决这一问题的关键。在这一背景下,本文将阐述含多种分布式能源的微网技术的结构,分析其关键技术,并探究其未来发展的方向。基于本文的分析,其目的就是充分发挥微网技术的价值,提高供电的稳定性,推动国家电网的发展。
关键词:分布式能源;微网技术;经济性
微网就是建立在DGS技术基础上,以靠近分散型用户、资源的小型电站为主,并结合能源梯级利用技术、重点用户电能质量管理等,形成分散式的、小型的、模块的供应网络。对于智能电网而言,微网是其关键的构成部分,能够保证内部负荷、电源实现一体化的目标,并利用主网的协调控制,保证电网的独立运行,满足电力用户对于用电可靠性、安全性、质量的要求。
1.含多种分布式能源的微网技术的结构
对于微网的基本结构,其中包含多个储能元件、DGS,并联合向负荷进行供电,使得其对外是一个整体,基于断路器实现与上级变电站的关联。其中,DGS可以是风电、光电、微型燃气轮机等不同的能源形势,或者以冷热电联产(CCHP),热电联产(CHP)的形式存在,从而就地实现制冷或者供热,提高能源的实际利用率。另外,在微网中,还包含3根馈线,分别使用A、B、C表示,其整体呈现放射状。馈线通过微网中的静态开关(隔离装置),其基本与配电系统相连,从而实现并网运行、孤网运行模式转换的目的。
就3根馈线来说,A线、C线中包含重要的负荷,并安装了多个DG,而B线则属于非重要负荷。其中,A线中具有一个CHP形式的DG,以此来实现供电、供热的目的。如果遇到电能质量差,或者因为故障而停电等现象,微网就会切换至孤立状态,并由DG完成所有的供电工作。另外,在这种状态下,B线会利用公共母线,实现电能的正常运行。在接触故障后,静态开关就会重新闭合,并使主电网、微网同步运行。正是受微网技术结构的影响,才能够在电能质量差,或者因为故障而停电的情况下,保证电网安全、持续的运行,避免产生经济效益损失、社会效益损失等。
2.含多种分布式能源的微网技术的关键
2.1 运行
在微网的系统中,其包含2个可以与孤网运行、电网并行的模式。对于并网的模式,微网的配电模式,基本与传统的配电模式相似,同时还会在很大程度上,服从于系统的调度,此时就能够通过微网的DG,向电网提供其自身多余的能量,或者通过电网,对自身不足的电量进行补充。基于对微网的实验,其系统在运行的过程中,受合理、正确的控制方式,微网就能够进行孤网运行,或者实现并网运行。也就是说,含多种分布式能源的微网技术,其可以在孤网运行、并网运行的状态中,实现相互之间的转换[2]。
就孤网运行来说,其实际就是指,如果检测到电能质量,或者电网故障,无法满足相关的要求时,微网就会自动断开与主网之间的连接,从而形成孤岛的运行模式。然后,在这种运行模式下,其通过DGS实现对微网负荷的供电。微网的孤网运行模式,能够在根本上提高电网运行的安全性,提高系统的供电质量,满足用户的相关需求。
2.2 控制
对于电力系统的主网来说,微网是属于模块化的可控单元,并对内部提供更高质量的电能。实际上,要想实现微网的功能,就需要基于其自身的控制技术,主要包括可控负荷管理器、DGS控制器、中央能量管理系统、继电保护装置等。在控制的过程中,微网能够结合本地信息,以最快的速度对电网的事件做出反应,如果电压故障、跌落、停电时,其含多种分布式能源的微网技术,就会依据本地信息,切换至独立运行的状态,进而脱离统一调度。
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其中,微网的主要控制目标包含以下几点:(1)对内部的馈线潮流进行调节,并对有功功率、无功功率,进行解耦控制。(2)对微型电源接口的电压,进行合理的调节,提高其运行的稳定性。(3)在孤网运行的状态中,需要保证每一个微型电源,都能够实现快速的相应,并可以对用户的负荷进行分担。(4)结合故障的情况,或者故障的系统,微网能够平滑地,与主网实现并列、分离,或者实现过过渡与转化。目前,微网主要的控制方式包括,对等控制(point to point)、即插即用控制(plug and play)、基于多代理技术的控制、基于功率管理系统的控制等。
2.3 经济性
对于含多种分布式能源的微网技术的推广来说,其经济性是关键的依据之一。就经济性运行的角度分析,微网可以参考大电网运行的知识、经验,其主要是涉及电能交易、调度原则、资源优化配置等方面。其中,更加重要的是,微网的本身,受技术因素的影响,其有着较多的优势,对于促进电网的发展,具有重要的价值。例如:针对电力用户的相关要求,可以为其提高不同水平的服务,保证电能的可靠性及其质量,向外馈送电能,或者可以为其提供“黑启动”等相关的辅助服务。另外,含多种分布式能源的微网技术,其自身经济最优化的问题,与普通的电网存在明显的差异。
其中,最大的不同就在于,微网技术中的DG,可以通过CHP的形式,同时实现热能、电能的供给。同时,含多种分布式能源的微网技术,还具有显著的独特性,其能够进一步提高供电的可靠性,并完全优于传统的配电网,以此来满足用户的相关要求,提高供电质量的附加价值。简单来说,将含多种分布式能源的微网技术,应用在电网运行之中,其能够产生较高的经济效益、社会效益,对于推动我国电力事业的发展,具有重要的意义。
3.含多种分布式能源的微网技术的发展
目前,在国内的电网中,对于含多种分布式能源的微网技术的应用,其上处于起步阶段,在未来的发展中,需要面对很多的难题、挑战,但是由于微网技术的优势,其未来的发展方向,主要体现在以下几方面:
(1)研究微网孤网运行方式、并网运行方式的不同,同时加深对微网中储能元件的认识,进一步增强其协调性、控制性。通过这样方式,能够保证微网的内部,实现多路径、多向的你能量传输、流动。所以,在未来的应用中,应该建立一个适合网络规划,完成相关理论的研究[2]。
(2)针对可再生资源的DGS,需要设计灵活的、实时的、智能的中央管理单元、分布电源控制器。在这一基础上,能够保证微网实现自组织、自治、自愈等功能。同时,需要结合负荷的实际需求、电网的运行等,进一步优化控制策略,探究适合微网管理、运行的策略、方式。
(3)积极建立微网、主网之间的新型关系体系,从而能够更加合理的解决其存在的问题,并制定孤网运行技术准则、微网并行技术准则、法律法规、运行规范等。通过这样的方式,就能够规范含多种分布式能源的微网技术的应用方式,使其更加适应电力市场的需求,提高供电的质量。
结语:综上所述,含多种分布式能源的微网技术,其结构相对复杂,同时需要多种技术予以支撑。在这一基础上,微网技术可以进一步提高电网运行的稳定性,提高供电的总体质量,满足人们对电力质量的相关要求,所以在电力事业的发展中,微网技术有着广阔的应用空间,以此来弥补应用分布式电源而产生的问题。所以,结合本文的分析发现,含多种分布式能源的微网技术,其具有较强的可行性。
参考文献:
[1]蒋毅. 融合“风光互补”智能微网技术的新型高可靠性站用交流系统[A]. 华东六省一市电机工程(电力)学会.浙江省电力学会2017年度优秀论文集[C].华东六省一市电机工程(电力)学会:,2017:7.
[2]丁德饶.基于清洁能源发电系统微网技术的研究[J].绿色环保建材,2017(09):160.
论文作者:吴清川
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/12
标签:分布式论文; 技术论文; 电网论文; 能源论文; 多种论文; 电能论文; 质量论文; 《电力设备》2018年第17期论文;