論面向主動式配網的微電網技術論文
論面向主動式配網的微電網技術論文
電力行業是我國國民經濟發展的基礎。而隨著時代的進步，無論是生產還是生活方面，都對電力輸送提出了更高的要求。在這種情況下，傳統的配電網很難滿足更多的要求。尤其是在對間歇式能源的吸納方面，傳統的技術顯得無能為力。因而，將被動式電網轉化為主動式電網，採用新的技術，實現對大量間歇式能源進行主動管理和控制，就成為了當前電力系統急需解決的問題。微電網技術作為一種新的技術，其可以有效滿足配電網的這種發展需要。微電網技術在主動式配電網中的應用，不僅能夠有效提高配電網的工作效率，也能有效減少能耗，是我國能源及電力發展戰略的重要方向。
1.微電網技術概述
1.1微電網的概念
當前，不同國家對微電網的定義有著一定的差異。在我國，很多學者根據具體的國情，認為微電網主要是指具有分散式電源分派功能的特殊電網，這種特殊電網同時需要承擔該地區的中小型發電模式。從微電網的定義看，其與傳統電網的雖大區別，就在於其可以自主承擔發電任務，因而具有獨立執行的特點。
1.2微電網的特點分析
微電網主要透過分散式發電與儲存能量的融合而實現的，因而這種技術主要具有以下幾個特點：一是微電網接入大電網通常是以單點的方式接入。這樣，在電網端，其就能對發電負荷和單元進行有效控制，並且可以充分利用分散式電源的互補性質，使得對能源吸收的效率大幅提高，同時也會使得分散式電源受大電網的影響更小；二是在併網執行的模式下，除了主電網可以提供電能之外，微電網也能提供電能給負荷。並且，當電網發生故障的時候，或者電能質量不高的情況下，主電網執行時，微電網就能主動斷開，並能夠作為獨立的電網執行；三是微電網可以起到平衡能量的作用。微電網在執行過程中，其慣性很小，這樣，當分散式電網不能有效滿足實際電能需要時，透過儲存電能，微電網就能實現能量的平衡。四是微電網的執行方式更加靈活。微電網的執行模式既可以是併網執行，也可以是孤島執行。在併網模式下，對於負荷而言，其電能既可以來自上級電網，也可以來自微電網。而對於微電網而言，其不僅可以從上級電網獲得電能，也能將電能輸送給上級電網。此外，當電網電能質量不夠，或者其發生故障，微電網就能主動與其斷開，實現獨立執行。五是微電網的經濟效益好。微電網的主要優勢之一就是能夠減少能耗，其對能源的利用率很高。因此，從環保和節能的角度看，微電網的效果更好，投資成本、執行成本和維護成本都很低，且能滿足使用者對電能的需求變化，其發展前景很廣闊，是電力行業發展的主要方向。
2.微電網技術在主動式配電網中的應用
2.1提高分散式能源的利用效率
微電網技術可以有效調節配電網中雙向電流的大小和方向，因而能夠對分散式電源進行柔性消納。這種對分散式電源功率的有效調節，可以在保證正常供電的情況下，將多餘的能量輸送到其他電網中，也可以輸送到負荷或者微電網系統中。這種做法的優點是，可以實現對電力資源的充分利用。因此，透過微電網技術的應用，主動式配電網可以有效提高分散式電源的利用效率，實現高效節能的效果。
2.2降低電網損耗
在傳統的配電網線路中，由於長距離輸電，往往會造成一定的電能損失。而微電網技術的應用，則可以降低電網的損耗。在配電網中，如果電源與儲能裝置分佈不科學，就會影響到配電網潮流的分佈，使得電量損耗很難得到控制。所以，對於主動式配電網而言，如何實現對分散式電源和儲能裝置，以及負荷的合理分佈至關重要。微電網技術的優勢在於，其可以對電網的執行模式進行最佳化，從而可以對潮流進行有效調節，進而實現降低配電網的電能損耗。
2.3提高配電網電壓質量
在主動式配電網中，由於存在很多的分散式電源和儲能裝置，並且負荷也有很多，這就使得配電網的電壓分佈不穩定，處在不斷變化的過程中。並且，多數情況下，這種電壓的變化是沒有規律的。這就容易導致電壓質量不高，進而會直接影響到配電網中裝置的壽命。所以，對主動式配電網的電壓穩定性進行控制尤為重要。微電網技術的應用，可以具備電壓協調控制功能，能夠對分散式電源和儲能裝置的引數進行控制，使得主動式配電網介面處的電壓得到有效控制，從而能夠減少電壓不穩定現象發生的機率。
2.4提高主動式配電網的可靠性
對於配電網工作，由於受到功率雙向流動的影響，潮流分佈存在很大的不確定性。同時，分散式電源併網使用，也會影響到配電網的可靠性。而當微電網和主動式配電網併網執行時，就可以對用電質量和用電需求進行有效保障。並且，當執行中發生故障時，微電網也可以轉為獨立執行狀態，從而能夠保證供電的連續性。此外，微電網也會避免因為檢修或電網故障而引起的斷電現象。所以，微電網技術的應用，也能提高主動式配電網的可靠性。
2.5降低主動式配電網的管理難度
由於分散式電源分佈分散，控制性能又弱，因此，在保證對使用者正常供電和經濟用電等情況下，就使得配電網的執行管理難度加大，配電網的能量資訊也很難控制。微電網技術則可以對分散式電源和負荷進行有效整合。而且，微電網可以作為智慧單元接入主電網，從而能夠降低對分散式電源和負荷的控制難度。此外，微電網還可以保證電網執行的穩定性，提高電網的經濟性，並能對主動式配電網中的能量傳輸進行調控。只需要透過對微電網的監控，就能將資訊傳遞給控制系統，這樣就能有效降低主動式配電網的管理難度。
3.微電網的問題及解決對策分析
儘管微電網有著很多方面的優勢，並且有著非常廣闊的應用前景。但作為一種新的技術，微電網在應用中仍然會存在一定的問題。
3.1電能質量問題
微電網的電能質量問題主要表現在高電壓、諧波汙染和頻率/電壓閃變等方面。由於配電網上存在很多負荷，因此，沿著線路，節點電壓會逐漸下降。而當饋線與分散式電源相接後，系統電壓降落就會減小。尤其是在負荷減小的情況下，分散式電源接入處的電壓就達到極大值，有時候還會超過電壓允許波動的範圍，這就會出現高電壓的問題。對於這類問題，通常需要限制分散式發電系統的注入功率，並需要透過分散式發電系統的介面裝置對出口電壓進行調節。微電網中需要應用到很多的電子器件，而這些電子器件就會帶來諧波，諧波的振幅就會對配電網中的.電壓穩定性產生影響，破壞原來的電壓波形，造成諧波汙染。針對這種問題，一般都是安裝諧波補償裝置，或者開發出效能更好的電子器件。在微電網中，分散式電源存在不可控性和間歇性，同時，電子器件的大量使用也導致系統慣性降低。因此，當用戶能量需求發生變化的瞬間，分散式電源就無法及時滿足使用者負荷需求。這種時候，就會出現頻率/電壓閃變，並對系統產生衝擊。這種問題的解決措施，一般是對分散式電源進行獨立迴路供電或者安裝分散式儲能裝置。
3.2微電網控制及管理問題
微電網控制及管控問題主要表現在並/離網控制和能量管理兩個方面。對於微電網而言，對其合理控制是最大利用能源的有效保證，也是實現能量優勢互補的重要基礎。因此，在實際運用中，微電網應該保證無論是在併網模式下，還是在獨立執行模式下，各個節點的電壓和頻率都應該具有很高的穩定性。並且，微電網控制也需要注意電源與負荷之間暫時功率的差額的平衡，並能根據系統需要，實現與主電網分離、並列以及過度執行的自主性。能量管理是微電網使用優勢發揮的關鍵。隨著技術的不斷髮展，微電網的能量控制多是採用分散式控制方法。這種能量控制方法儘管可以提高系統用電的靈活性，但是，對於微電網而言，其能量控制也還有很大的改進空間。一方面，微電網的能量管理需要綜合考慮間歇性電源，也要考慮到可控負荷在時間和空間上存在的不確定性。另一方面，對於微電網而言，單一儲能技術已經很難滿足經濟性和技術性的需要，所以，採用多種儲能技術的配合使用成為了微電網能量管理的主要方向。而這也正是微電網能量管理的難點所在。
4.結論
微電網技術作為智慧電網建設的重要技術，其在主動式配電網方面有著非常廣闊的應用前景。微電網技術不僅能夠提高主動式配電網的穩定性和可靠性，也能有效提高分散式電源的利用效率，減少配電網的電能損耗。所以，這種技術不僅具有成本低、管理便捷、可靠性高和靈活性好的優點，更是能夠滿足節能環保的發展需要，代表著未來電力技術發展的重要方向。未來，隨著微電網技術的進一步改進和應用，其使用範圍也將不斷推廣，並能有效促進我國電力行業的發展。
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