山西机电职业技术学院，山西长治，046000
摘要：文章首先对于微电网的概念以及框架结构做出了必要的说明和分析，而后进一步在此基础之上，对于微网的两种工作模式，以及二者在实际工作中的切换进行了简要讨论，对于深入认识可再生能源微网运行特征，有着一定的积极价值。
关键字：光伏；可再生；微网；运行
当前时代之下，炭基能源体系对于环境的污染，以及其本身的不可再生特征，已经成为制约其发展的重要因素，而新型可再生能源技术正处于蓬勃发展的重要阶段。以太阳能和风能作为突出代表的能源发电技术成为世界共同关注的焦点，但是这一类能源本身并不稳定，可控性弱，波动性十分显著，易于受到外界自然环境的影响，因此在对此类能源展开利用的时候，加强其可控性，弱化其波动特征，是当前新能源领域共同面对的重要课题。
一、微网系统结构浅述
微网，即微电网（Micro-Grid），本质指微型电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微网存在的核心价值在于能够实现小范围内的自我控制与管理，一方面能够与外部大电网环境保持兼容，另一个方面也能够保持相对的独立，能够同时面向多个分布式电源以及相关负载展开工作，是当前可再生能源的重要接入形式。
微网由分布式发电单元、储能单元和可控负荷三个方面共同构成，其中分布式发电单元又包括微型涡轮机、燃料电池、光伏发电等，储能单元则主要包括飞轮储能、电容器、电池等。其典型结构参见图1。
图1 微网逻辑结构示意图
图1中给出了一个典型微网的逻辑结构，包含容纳了异步风力发电和光伏发电两个清洁能源，并且同时设计有能源管理系统来实现对于微网内部能源状况的优化，从而产出稳定平衡的电力能源。整个微网通过不同的辐射状馈线来面向整个负荷实现综合供电，负荷1、2、3分半为阻性负荷、电动机负荷以及整流负荷。
考虑到当前我国光伏发电正处于蓬勃发展的阶段，本文仅对光伏发电单元给出必要的结构模拟，参见图2。
图2 光伏发电单元结构模拟图
依据图2，光伏发电单元包括光伏阵列模拟器以及并网逆变器两个主要组成部分，其中光伏阵列模拟器通过DC/DC斩波器对光伏阵列的输出特性展开模拟，并且依据随机发生器产生的环境数据来进一步形成I-U曲线。除此以外，光伏逆变器负责转化出交流电，并且实现升压并网。
二、微网运行模式分析
微网在实际工作中，负责面向本地负荷提供稳定能源，并且为了保证能源自身的连续特征，微网还需要能够实现有效的并网衔接工作。这就决定了微网本身必然存在着离网运行和并网运行两种主要的工作模式，与此同时，如何实现这两种模式直接的无缝平滑切换，对于有效承担电力消费环境负载而言，同样至关重要。
在这样的背景之下，微网除了需要对电力供给状况实现有效识别和及时切换以外，考虑到微网环境中的储能单元担负着电能存储的职责，并且直接关系到切换过程中的平滑特征，因此对于储能VSC单元必须给予额外关注。
储能VSC单元采用U/f控制方式，在与大电网分离的情况下，微网能够建立起对自身电压以及频率的检测，从系统预设值中获取到滤波电容电压参考数值，并且由滤波电容电压环和滤波电流环展开必要处理工作，产生控制储能的VSC信号，进一步实现面对微网系统调整。而在并网工作情况之下，储能采用PQ工作方式，由微网EMS发出储能单元输出功率的指令，并且进一步推算出滤波电容电压参考值，以及滤波电感电流值，最终生成用于实现储能控制的PWM信号。在并网运行模式之下，储能可以依据外界设定或系统自身设定来实现与大电网环境的交互选择，从而确保微网与配电网PCC处的稳定。
除此以外，对于微网运行模式而言，两种模式时间的平滑切换，是其工作质量不容忽视的重要考核依据。通常而言，微网会对自身环境中的储能，以及电压状况进行监测，在必要的时候发出对应的EMS指令实现并网。在街道EMS指令之后，储能VSC会对配网环境中的电压幅值与相位进行检测，并且据此对自身的输出电压幅值与相位加以调整，当满足并网逻辑条件的时候，会触发微网体系的静态开关，同时储能VSC会从滤波电容电压环和滤波电感电流内环的双环工作基础上增加并网电感电流外环，转为间接电流控制模式。对于不同工作模式之间的切换实现而言，快速精准的电网状态检测锁相控制能够实现并网的有效性，对于优化不同工作模式之间的切换平滑有着不容忽视的积极价值。
三、结论
微网的应用，对于我国当前的能源建设而言有着重要的战略价值，同时也能够实现面向微观环境的经济意义。实际在对微网展开建设的过程中，除了应当密切关注相关新型技术的应用，还应当加强模拟仿真，在结合实际电力需求环境特征的基础之上，展开对应的研究，才能获取良好的效果。
参考文献：
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论文作者:马然
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/17
标签：储能论文; 光伏论文; 电网论文; 单元论文; 工作论文; 能源论文; 模式论文; 《科技中国》2016年12期论文;