微网系统的运行优化与能量管理思考

微网系统的运行优化与能量管理思考

王晓磊孙书斌于阳玲卢爱霞

（国网安阳供电公司）

摘要：随着社会经济的发展，对能源的需求量不断的加大，造成了全球化的能源危机和环境的持续恶化，电力系统存在的各种弊端和问题也逐渐的暴露了出来，因此，分布式发电开始受到社会的关注。微网是分布式发电的有效集成，实现了分布式发电的并网运行和孤岛运行，是目前智能电网管理中的重要技术手段，为供电的安全性和可靠性提供了保障。因此，本为介绍了微网系统的运行，并对微网系统运行和能量管理的方式进行了分析。

关键词：微网系统；运行优化；能量管理

0引言

目前，社会中传统的化石能源逐渐的开始走向枯竭，对社会经济的发展造成了影响，因此，开发新能源，提高能源的使用效率是解决能源问题的重要方式和手段。随着科学技术的发展，分布式发电技术得到了很大的发展，微网是分布式发电的重要组成部分，对发电单元、负载、储能单元，以及监控和保护等组成部分，实现了有效的控制、管理和保护，已经成为分布式发电的有效利用形式。微网的主要运行模式是并网运行和孤岛运行，一般进行并网运行，需要大电网做一定的支撑，但是在大电网发生故障的时候，微网可以实现孤岛运行，从微电网独立供电，对于供电的持续性有了很好的保障。

1微网系统的组成结构

微网系统中存在的分布式电源输出，一般需要采用一些电力的电子装置进行变换，通过交流母线，提供电能负荷，所以，微网的系统需要合理的设计组成结构，实施有效的控制策略。具体的为微网系统结构组成如下图所示：

这是一个小型的微网系统，包括了两个光伏发电单元、储能用的是一个蓄电池单元，交流母线上安装本地负荷，使用一个静态开关将交流母线和电网进行相连，具体的这个结构，就可以通过静态的开关实现微网系统的并网和孤岛运行模式进行有效的切换。

微网的孤岛模式运行，不需要使用电网进行电压的提供和支撑，所以，需要合理设计，维持交流母线的电压和频率稳定。传统的控制方法具有一定的不足，因此，本文主要将对等控制和主从控制相结合，实现综合控制[1]。同时，对于两组光伏发电单元进行下垂控制，组成主功率单元维持一定的输出电压和频率，这样相对的减少了微网系统崩溃的风险。

一般情况下，光伏单元主要采用的是电子变换设备，产生的惯性比较小，所以，当外界的温度和光照等其他的自然条件发生比较大的变动，就不能很好的保证能量之间的平衡和稳定。同时，对输出电能的质量也造成了一定的影响，相关的发电单元之间的电能环流增加，导致出现供电的中断。另外，可以根据微网系统中分布式发电单元和实际的负载情况之间的关系，以及蓄电池的储能情况，忽略这些过程产生的能量损耗[2]。所以，微网系统的有功功率平衡具体表示为：储能单元的发功功率=微网系统负载的消耗功率-光伏单元的发电功率。

2微网系统的优化设计目标

目前，进行独立微网系统的科学设计和规划，对于降低微网系统的运行成本和建设成本，以及提高社会的资本参与都有重要的影响。一般情况下，独立微网的优化设计，主要目标就是很据一定用电需求、能源的供给情况和目前的网络状况等综合确定和选择最优化的微网系统，并进行电网的整体规划，减少微网系统的建设和运行成本。

对分布式电源和储能装置的容量进行规划，主要是从供需的平衡角度对微网系统中，分布式发电单元的容量、类型和控制策略等进行了一定的设计优化。另外，对电网的规划，主要是从电网的结构、电网的输送路径，以及其他的分布式发电单元介入位置进行科学的规划。同时，对于已经存在相关电网的区域，进行规划的重点就在于如何根据具体的资源，满足实际的能源需求，合理的设计分布式发电系统的容量和介入位置。

3微网系统的系统控制和能量管理策略

目前，微网系统的设计和能量管理不断的深入，相关的研究表明，在构成相对独立的微网系统时，可以讲多种能源系统进行有效的组合，同时，也可以充分的发挥单一性能源系统的一些优点，能够有效的提高微网系统的使用效率和对能源的利用效率。同时，相比单一的光能储蓄系统或者是风能储蓄系统，不仅实现了供电的可靠性，还降低了供电的成本[3]。对微网系统的控制策略方面，可以分为微网内的分布式电源控制和高级的能量管理控制。

3.1微网运行控制策略

一般，从分布式电源的控制中，可以分为下垂控制、恒功率控制和恒压控制。从微网的控制策略方面来分，主要是对等控制和主从控制，多采用的是一些从中从控制方面进行的分层管理模式。这种模式是通过集中布置进行电机组的调发，比如柴油发电机、生物智能发电、燃气轮机或者是储能系统来作为具体的微网系统主调压和调频单元，但是其他的分布式电源一般是采用恒功率方式进行控制。

微网内的可调节机组，一般是采用“即插即用”的控制方式，不需要进行实时的通讯，可以实现微网系统的内的无功和有功电流分布，避免了系统瘫痪的情况出现，保证了供电的可靠性，有助于实现微网系统的扩展和结构的变化，解决电压的偏差问题。

3.2高级能量管理的实施策略

独立微网系统的高级能量管理，是进行微网系统优化中需要重点考虑的因素。一般情况下，独立微网系统中，各种的单元之间相互独立，但还存在一定的关系，所以，要充分的考虑相关能源的综合利用系统，以及这些能源和设备之间的关系，合理调配，实现能源的综合利用。

相关的研究表明，独立微网系统中，如何进行分布式发电系统组合方案的选择和控制策略，取决于具体的能源资源情况和系统的负载情况，选择合理的运行策略和设备的组合方案，能够有效的降低系统的投资成本和运行成本，促进微网的发展。

4结语

独立微网系统进行优化设计，最终目标是为了寻找对系统运行产生约束以及负荷可靠性的一些指标约束。所以，需要考虑一些具体的系统运行策略的影响，实现微网系统的运行问题和相关的规划问题有效结合，促进微网系统的有效管理。

参考文献：

[1]丁明，马凯，毕锐.基于多代理系统的多微网能量协调控制[J].电力系统保护与控制，2013，24：1-8.

[2]陈靖，李雨薇，习朋，李涛.微网系统经济运行优化[J].华东电力，2012，02：167-172.

[3]姜世公，李琰，王卫.一种微网系统孤岛运行条件下的能量管理策略[J].电工技术学报，2014，02：130-135.