智能微网系统的现状及应用分析

智能微网系统的现状及应用分析

冀佑卿

冀佑卿

身份证号：4205271987****3876

摘要：随着科技的不断发展，智能微网系统在我国的应用越来越广泛。智能微网技术是新型电力电子技术和分布发电、可再生资源发电技术和储能技术的有机结合。本文根据作者多年工作经验，对智能微网系统的现状进行了详细的阐述，并对其应用进行了分析。

关键词：智能微网；系统；应用；分析；

1、智能微网的定义

智能微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。从微观看，微网可以看做是小型的电力系统，它具备完整的发输配电功能，可以实现局部的功率平衡与能量优化，它与带有负荷的分布式发电系统的本质区别在于同时具有并网和独立运行能力。从宏观看，微网又可以认为是配电网中的一个“虚拟”的电源或负荷。

2、典型智能微网结构图

2.1分布式电源：风力发电、太阳能光伏发电、燃气轮机、柴油发电机、燃料电池

2.2储能装置：蓄电池组

2.3能量转换装置：风力并网逆变器、太阳能并网逆变器、离网双向逆变器

2.4负荷：直流负荷、交流负荷

3、智能微网系统的系统原理

据上图所示，在公共电网处于正常工作的时候，利用该电网激励各分布式电源开机工作，并源源不断向本地负荷提供电源，当供给本地负载使用还有盈余时利用离网双向逆变器将电量存储于蓄电池组中，当发电量偏少不足以单独满足本地负荷工作时则可根据蓄电池组的容量余量，利用公共电网或是蓄电池组进行补充。

在公共电网处于故障而断开时，则可利用蓄电池组或是背后电源（柴油发电机）提供与公共电网一致的虚拟电网，从而激励各分布式电源开机工作。当供给本地负载使用还有盈余时利用离网双向逆变器将电量存储于蓄电池组中，当发电量偏少不足以单独满足本地负荷工作时则可根据蓄电池组的容量余量，再利用后备电源（柴油发电机）进行补充。

4、智能微网现状与发展趋势

结合目前我国正处在工业化和城镇化的进程中，能源需求持续增长，能源对外依存度高，环境治理压力大的国情，大力发展可再生能源和微网有利于解决资源和环境的双重压力。在《中华人民共和国可再生能源法》等一系列国家政策法规的鼓励引导下，在国家科技部“973”项目、“863”项目及国家自然科学基金等资金支持下，国内众多高校、科研机构和企业投入到可再生能源和微电网的研究开发和应用实践中，在理论研究、实验室建设和示范工程建设方面取得了一系列的成果，建成了一批微网示范工程。我国的微网研究以提高分布式能源利用效率和电网接纳能力为目标，充分利用分散型能源，结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能系统。我国微网示范工程大致可分为三类：边远地区微网、海岛微网和城市微网。

4.1边远地区微网

我国边远地区人口密度低、生态环境脆弱，扩展传统电网成本高，采用化石燃料发电对环境的损害大。但边远地区风、光等可再生能源丰富，因此利用本地可再生分布式能源的独立微网是解决我国边远地区供电问题的合适方案。目前我国已在西藏、青海、新疆、内蒙古等省的边远地区建设了一批微网工程，解决当地的供电困难。

4.2海岛微网

考虑到向海岛运输柴油的高成本和困难性以及海岛所具有的丰富可再生能源，利用海岛可再生分布式能源、建设海岛微网是解决我国海岛供电问题的优选方案。从更大的视角看，建设海岛微网符合我国的海洋大国战略，是我国研究海洋、开发海洋、走向海洋的重要一步。

4.3城市微网

我国还有许多城市微网示范工程，重点示范目标包括集成可再生分布式能源、提供高质量及多样性的供电可靠性服务、冷热电综合利用等。另外还有一些发挥特殊作用的微网示范工程，例如江苏大丰的海水淡化微网项目。值得指出的是，我国目前的微网发展重点关注新技术的探索和应用，对于微网的运营模式、市场推广机制、引导推动政策等方面的研究还比较少，而这些正在成为微网技术获得广泛推广应用的瓶颈。

5、智能微网系统的应用分析

5.1智能家居布线系统

智能家居布线系统是智能家居控制系统的基础。它将有线电视线、宽带等弱电的各种线规划在有序的状态下，统一管理，以控制室内的电视、电脑等家电设备，使之使用更方便。

5.2智能家居控制管理系统

智能家居控制管理系统是智能家居控制系统的核心，它能控制所有智能家居。将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警等多种功能。

5.3家庭网络系统

即使身处外地，用户也能通过互联网登陆家庭智能家居控制界面来控制家里的电器。下班途中提前打开空调或热水器。

5.4智能家居照明控制系统

通过智能家居照明系统能对家里的灯光实现智能管理。用遥控、远程、语音、手势等多种控制方式控制家里灯光的开灭、明亮。而且还能根据客户的需求对灯光的功能做出改变。

5.5家庭安防监控系统

家庭安防系统需要多个探测器，如烟雾检测报警器、燃气泄漏报警器、红外微波探测报警器等，另外还有视频监控系统。安防系统可以对火灾、陌生人入侵等进行及时监控，并且留下证据，保证生命财产安全。

5.6背景音乐系统

就是在家里的任何一个角落如厕所、阳台等都能听到美妙的背景音乐。背景音乐系统能调节家庭气氛。

6、结束语

未来的微网及能源和信息技术的融合包含三个方面：信息与计算嵌入微网能源、微网能源融入广域信息网络、基于信息的微网智能化。通过借助物联网、云计算、数据挖掘等新兴技术，为灵活地整合、管理、调度分布式资源奠定了基础，可以推动电网与用户的互动，将能大大提高系统运行能力和接纳可再生能源能力，进一步解决大规模分布式可再生能源的接入和消纳问题。

参考文献：

[1]基于柔性直流互联的多微网集成聚合运行优化及分析[J].张释中，裴玮，杨艳红，肖浩，孔力.电工技术学报.

[2]不同时间尺度下虚拟微网优化调度策略[J].黄伟，熊伟鹏，闫彬禹，刘立夫，刘自发.电力系统自动化.2017（19）

[3]面向园区微网的“源–网–荷–储”一体化运营模式[J].刘敦楠，徐尔丰，许小峰.电网技术.2018（03）