中國儲能網(wǎng)訊：微電網(wǎng)主要是由以下5個部分組成，分別是分布式電源、儲能設備、轉(zhuǎn)換設備、監(jiān)控保護設備以及負荷等，可以將其看作為一個小型的發(fā)電、配電和用電的系統(tǒng)。
微電網(wǎng)能夠有效地解決在電網(wǎng)系統(tǒng)中并入新能源和可再生能源以及規(guī)模化消化此類能源等問題，是一種靈活性和有序性較強的可行性技術路徑。
分布式新能源發(fā)電經(jīng)由微電網(wǎng)的有效地整合之后，構建出光儲充一體化智能微電網(wǎng)體系，實現(xiàn)新能源發(fā)電的就地消納，不僅能夠有效地提升微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的互動、控制和穩(wěn)定等性能，還能夠大幅提高電力系統(tǒng)的組合能效。
01 微電網(wǎng)技術概述
微電網(wǎng)概念分析
由于全球各個國家對于微電網(wǎng)的研究重點不同，因此每個國家對微電網(wǎng)的定義也存在一定的差異性。
根據(jù)我國對于微電網(wǎng)的研究，可以將其定義為，對當?shù)刂行⌒蛡鹘y(tǒng)發(fā)電模式和分布式電源進行分配，為當?shù)厝藗內(nèi)粘Ｉa(chǎn)生活提供電能供應的特殊電網(wǎng)系統(tǒng)。獨立性是微電網(wǎng)相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)最為凸顯的特點和優(yōu)勢。
微電網(wǎng)技術的特點
1、分布式發(fā)電。微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠以單元的形式科學合理地控制發(fā)電負荷，同時能夠有效地整合微電網(wǎng)系統(tǒng)當中的分布式電源，并顯著提高其利用效率，從而促進能源的充分消納，進而最大限度地降低了電網(wǎng)系統(tǒng)中分布式發(fā)電能源的不利影響。
2、電能儲存。主動配電網(wǎng)系統(tǒng)中引用微電網(wǎng)，能量的需要在不斷地變化，可以忽略微電網(wǎng)的慣性影響。
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，傳統(tǒng)的分布式電網(wǎng)系統(tǒng)難以滿足電能的需求，微電網(wǎng)的儲能特點也就凸顯出較為明顯的優(yōu)勢，不僅能夠保證電力能源的相對平衡，還能有效地解決了上述問題。
3、獨立運行。在并網(wǎng)運行的過程中，微電網(wǎng)可以為負荷提供電能，也能夠在主配電網(wǎng)當中吸取電能，若主配電網(wǎng)的電能質(zhì)量不合格或者出現(xiàn)異常時，微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自我的獨立運行，而且不會對主配電網(wǎng)的運行造成任何不利影響。
微電網(wǎng)接入主動配電網(wǎng)的構造
1、主動配電網(wǎng)。被動型的配電網(wǎng)系統(tǒng)往往指的是以前單向的配電網(wǎng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)已經(jīng)暴露出嚴重的不足，所以，建設新型的配電網(wǎng)系統(tǒng)勢在必行。我國當前所建設的ADN電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠有效地自動化管理和控制電力能源儲能、DEG電力能源以及分布式電源系統(tǒng)。
在自動化管理和控制的過程中，有效地優(yōu)化和完善了電力能源的協(xié)調(diào)調(diào)度工作。DEG電力能源接入主配電網(wǎng)及其運行都在ADN系統(tǒng)的運行中得以有效地提升，從而最大限度地保證了主配電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。
2、主動配電網(wǎng)引入微電網(wǎng)的結構。相關技術人員可以在完整且獨立微電網(wǎng)結構的幫助下，以靈活性較高的網(wǎng)絡拓撲結構對主動配電網(wǎng)進行管理和控制，以有效降低對主配電網(wǎng)輸電造成的能源浪費。
微電網(wǎng)接入主配電網(wǎng)主要采用的是相關節(jié)點，以實現(xiàn)二者并行運行。
主動配電網(wǎng)中接入微電網(wǎng)需要注意的問題
相關的技術人員要綜合網(wǎng)絡拓撲結構的特性對主配電網(wǎng)的配置進行調(diào)節(jié)，以確保微電網(wǎng)結構更加完整、更加合理。
微電網(wǎng)的并網(wǎng)運行可以采用降低主動配電網(wǎng)額外電能損耗的方式。此外，主動配電網(wǎng)接入微電網(wǎng)的結構比較特殊，其不僅保證二者連接非常緊密，而且還要保證對異種電源和儲能設備進行有效地的調(diào)節(jié)和控制。
02 微電網(wǎng)系統(tǒng)關鍵技術
分布式儲能容量配置技術
通過時序生產(chǎn)模擬方法，對配電網(wǎng)運行情況進行模擬計算，充分考慮了電網(wǎng)實際運行中的各種約束條件的影響以及光伏的出力特性，提出配電網(wǎng)關鍵節(jié)點和薄弱環(huán)節(jié)的識別方法。
依據(jù)縣域電網(wǎng)分布式光伏并網(wǎng)接入方式、網(wǎng)架信息、關鍵節(jié)點的地理位置信息和實際應用需求，提出分布式儲能的布局方法?？紤]到配電網(wǎng)促進分布式光伏的就地消納、電網(wǎng)調(diào)峰、線路擁塞管理等多個典型場景的目標函數(shù)和約束條件，分別構建其儲能優(yōu)化配置模型。
充電樁有序運行技術
智能微電網(wǎng)運行過程中，依據(jù)微電網(wǎng)光伏發(fā)電實際狀況，構建出光伏以及其他基礎用電負荷、儲能設備的微電網(wǎng)能量管理模型，此模型將光伏棄電量最低作為設計構建目標，并采用分時電價引導策略，對光儲充一體化智能微電網(wǎng)進行管理與控制。
基于電動汽車接入充電樁時的剩余電量、電池容量、停車時長、充電需求及充放電功率分析電動汽車充放電行為，以電動汽車充電成本最低及放電收益最大為優(yōu)化目標建立電動汽車充電負荷模型和用戶價格模型。
最后，通過微網(wǎng)光儲充放電控制策略制定的分時充電服務價格，將優(yōu)化后的充電時段劃分為引導峰時段、引導平時段和引導谷時段，在此基礎上解用戶價格響應模型，建立引導后電動汽車充電負荷模型，提出電動汽車充電樁有序充電運行策略。
光儲充就地協(xié)調(diào)控制技術
首先，綜合分析光伏發(fā)電情況、儲能系統(tǒng)運行情況及電動汽車充放電情況等多方面的運行特性，提出考慮購電費用和蓄電池循環(huán)電量的多目標優(yōu)化調(diào)度數(shù)學模型。
一方面，需盡最大可能保證光伏發(fā)出的電量全部自己消納；另一方面，儲能在配合光伏進行電量自消納時盡量減少儲能充放電循環(huán)次數(shù)以延長使用壽命；
其次，考慮電動車充放電的時間、電動車電池充放電功率和電池所剩容量大小、市電網(wǎng)供電功率、系統(tǒng)負荷功率平衡的約束條件；結合非支配排序遺傳算法NSGA-Ⅱ算法對建立的多目標優(yōu)化模型進行求解。光儲充就地協(xié)調(diào)控制技術路線見圖1
最后，結合具體算例，在不同光照和電動車電池初始容量大小條件下，求解出多組最優(yōu)解集；從中選取具有典型性的調(diào)度方案，分析光伏各組件功率調(diào)節(jié)范圍的合理性，實現(xiàn)分布式光伏就地消納、削峰填谷，最大限度地利用光儲充一體化微網(wǎng)系統(tǒng)的價值。
03 對配電網(wǎng)的影響
多智能體系在微電網(wǎng)系統(tǒng)中應用的影響
多智能控制系統(tǒng)從本質(zhì)上來講是一種分布式自愈系統(tǒng)，是由若干個智能原件組成的，各職能部門原件按照一定的規(guī)則組裝在一起，通過系統(tǒng)的鏈接，各原件之間互相配合，互相協(xié)作，并且能夠自主解決一些常見的問題。
一般而言，多智能控制系統(tǒng)是由信息處理器、傳感模塊、通信模塊，交互模塊等組成，他們之間進行有效的分工協(xié)作來處理問題。智能單元通過傳感器來獲得信息，并且對內(nèi)部儲存的信息進行更新處理，通信模塊則是將各職能部門之間的信息進行有效的傳遞，實現(xiàn)信息貢獻，以此來更好地協(xié)作解決問題。
交互模塊則需要按照指定的操作步驟來完成各項操作，并作出智能反饋。多智能系統(tǒng)是應用在微電網(wǎng)中單個智能單元的有效整合。
經(jīng)過實踐的操作，我們發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)在實際的運用過程中，多智能體系更能夠發(fā)揮出微電網(wǎng)的優(yōu)勢和價值。
微電網(wǎng)并網(wǎng)對三段式電流保護的影響
3段式電流保護主要是由電流速斷保護、限時電流速斷保護和定時限過電流保護等3個部分組成的。
通過微電網(wǎng)在實踐運行中我們發(fā)現(xiàn)，在微電網(wǎng)運行過程中3段式電流保護其中重要的作用，能夠影響到微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性。
另外，通過微電網(wǎng)在實驗運行中我們發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)對配電網(wǎng)保護的影響有著一定的影響作用，主要體現(xiàn)在以下3個方面。
1、導致本線路保護誤動。當微電網(wǎng)通過系統(tǒng)向配電網(wǎng)回饋電能時，如果一旦發(fā)現(xiàn)短路情況，微電網(wǎng)能夠通過能夠向故障點輸送短路電流，導致已經(jīng)出現(xiàn)故障的線路電流增長，線路出現(xiàn)故障的概率會更大，停電范圍也會涉及更廣，造成的經(jīng)濟損失也會更大。
2、影響保護的靈敏感，出現(xiàn)保護拒動的情況。微電網(wǎng)通過配電網(wǎng)輸送電能之后，配電網(wǎng)的電量會迅速加大，導致配電網(wǎng)超負荷運轉(zhuǎn)，給配電網(wǎng)造成嚴重的安全隱患，而配電網(wǎng)的保護在微電網(wǎng)的作用下可能出現(xiàn)不動作的情況，進而造成嚴重的配電網(wǎng)故障。
3、導致相鄰電網(wǎng)出現(xiàn)故障，保護失效的范圍更大，涉及面更廣。究其原因，主要是微電網(wǎng)的電量突然增加，誘發(fā)本地電網(wǎng)出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)，進而出現(xiàn)電流過大，最終導致停電，影響當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和人們的正常生活。
此外，其微電網(wǎng)的設計人員還應當積極地調(diào)試、修整方案，使其符合規(guī)范要求，確保用戶用電的穩(wěn)定性。
微電網(wǎng)并網(wǎng)對自動重合閘的影響
電力企業(yè)在長期的發(fā)展過程中總結出，在配電網(wǎng)的故障中，有八成以上的故障是短暫性的。電網(wǎng)設置自動重合閘能夠科學地避免暫時性，提高電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性和安全性，能夠廣泛地推廣應用。
通過微電網(wǎng)的實驗運行發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)存在并網(wǎng)運行與孤島運行兩種截然相反的狀態(tài)，在微電網(wǎng)中設置繼電保護器能夠有效保證微電網(wǎng)在并網(wǎng)運行狀態(tài)和孤島運行狀態(tài)下保持穩(wěn)定。在這種情況下，本地電氣量的傳統(tǒng)保護方式就顯得十分落后，而由于自動重合閘技術的出現(xiàn)，有效地保證了本地電氣量在運行過程中的穩(wěn)定性。
在未來，隨著微電網(wǎng)技術的應用推廣，本地電網(wǎng)高效運行也將能夠?qū)崿F(xiàn)，微電網(wǎng)中所設置的裝置也在本地電網(wǎng)中可以充分地進行利用，以此來減少本地電網(wǎng)的故障率。
微電網(wǎng)技術在諧波治理和無功補償方面的應用
在分布式電源中，主要應用的是逆變器以及電力電子裝置，通過這2種裝置并網(wǎng)發(fā)電，雙向變換器會產(chǎn)生諧波電流，且會對配電網(wǎng)造成一定的污染。
同時，非線性負荷和功率變換器的大量應用也導致了諧波和廣義無功問題的出現(xiàn)。微電網(wǎng)技術的應用，為不同用戶負荷提供相應的定制電力保障，同時微電網(wǎng)中定制電力技術的關鍵設備和微電網(wǎng)靈活的并網(wǎng)運行控制技術，可有效解決諧波和無功問題。
04 發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
目前，很多技術人員對于主動配電網(wǎng)系統(tǒng)分布式電源了解和掌握得還不夠，主要是對于主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的特點、光伏發(fā)電系統(tǒng)的波動性等進行充分的考慮和分析。
與此同時，在整體規(guī)劃主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，也沒有建立一個統(tǒng)一性比較強的標準和規(guī)范，種種原因?qū)е铝穗娏?jīng)濟效益不僅沒有上升，且出現(xiàn)下降的趨勢。因此，對于此類問題，相關的技術人員必須要對微電網(wǎng)群對于每個分布式電源的兼容性進行切實針對性的研究，再根據(jù)分布式電源的具體特點，建立優(yōu)化模型，以有效地提高主動配電網(wǎng)的運行性能。
除此之外，主配電系統(tǒng)應用微電網(wǎng)技術，還能夠?qū)θ肆趧訌姸冗M行有效的降低。相比于微電網(wǎng)技術，傳統(tǒng)的工作模式使得配電網(wǎng)系統(tǒng)中所存儲的數(shù)據(jù)信息越來越多，極大地增加人力勞動的工作量。
所以，微電網(wǎng)技術在主動配電系統(tǒng)中的應用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)主動配電網(wǎng)的智能化和自動化發(fā)展，還能夠整合分布式電源與電力用戶側(cè)為一個有機的整體，從而促進我國電力行業(yè)健康可持續(xù)的發(fā)展。
05 結論
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，電力企業(yè)也在迅速發(fā)展進步，微電網(wǎng)技術以其高可靠性、高靈活性和環(huán)保等特點得到了越來越廣泛的應用，是現(xiàn)階段我國電力工業(yè)的研究重點。光儲充一體化智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的構建，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源的就地消納，提升能源的利用率，提升供電、用電可靠性。
因此，從某種程度上來講，微電網(wǎng)技術的發(fā)展技術代表著電氣企業(yè)未來發(fā)展的主要方向和趨勢。
