微电网技术在主动配电网中的实践探讨

微电网技术在主动配电网中的实践探讨

谢培钦

广州艾博电力设计院有限公司广东广州510080

摘要：在配电网中通过微电网的形式接入多种分布式电源和储能装备，并形成和负荷、配电网之间进行信息互动的一种多元化智能发配用电网络，实现对分布式能源的控制与管理，这也是智能电网未来发展的主要趋势和经营模式。本文就对微电网技术在主动配电网中的规划设计、网架结构、运行模式、控制方案及综合效益等进行分析与产生，并对微电网技术在主动配电网中的应用优势加以探讨与分析，从而明确微电网技术的未来发展方向。

关键词：微电网技术；主动配电网；实践应用

近年来，随着我国能源日益匮乏，国家加大了环境保护力度，微电网主要是利用新能源发电，运行模式灵活，具有污染小，成本低等诸多优势，可以有效抵御自然灾害，确保电力安全。随着雾霾问题的日益加剧，基于智能电网的政策，微电网和主动配电网的示范工程已经受到国家的高度重视[1]。到目前为止，我国多个城市均开启了主动配电网的示范工程项目建设，微电网主要是由能量转换装置、储能系统、保护装置、监控装置及分布式电源汇集而成，为可再生能源和新能源的分布式并网发电提供了技术支持，也可以将各种分布式电源进行有效整合，为智能系统接入主动配电网，提高主动配电网的可靠性与互动性，使电力系统综合效能得以提升。

一．在主动配电网结构中接入微电网

目前主动配电网关键技术的研究已经受到了国内外广泛关注，也明确提出了关于主动配电网的概念，即采用灵活的拓扑结构来进行潮流管理，便于对局部分布式能源进行主动管理和主动控制的一种配电系统。当前在美国、日本等多个国家中都已经开始了主动配电网项目建设，并对主动配电网示范工程进行建设。近年来我国也纷纷展开主动配电网示范工程建设，通过微电网的形式将分布式能源接入到主动配电网中并网运行，并通过大电网和主动配电网的并联运行，和大电网之间相互支撑，使分布式能源的发电功能效能得到充分发挥[2]。微电网通过单点接入，使多个微电网和主动配电网之间形成联合运行的系统，从而减小了分布式电源直接接入配电网所产生的不利影响，使电能质量水平提高，也提高了分布式电源利用效率。为了增强主动配电网和用户之间的互动性，以及对分布式电源消纳能力，微电网技术在主动配电网中的应用，要求主动配电网需要包含有不同种类分布式电源和储能的负荷，并结合微电网系统对各类负荷进行主动管理，低于不同发电特性的分布式电源进行主动控制与协调，确保冷热电联供。

二．微电网在主动配电网中的实践应用

（一）增强对分布式电源利用效率

微电网技术在主动配电网中的应用主要是将多种类型分布式电源特点加以整合，并对其兼容问题及扩展问题进行有效处理，也可以对主动配电网功率的流动大小及流动方向进行调节，从而达到柔性消纳的效果和目的[3]。在微电网技术中所应用的分布式电源大多是功率可调节性的，如热电联产微型燃气轮机、应急供电柴油发电机组等，确保用户的正常用电的同时，采用微电网的管理系统将多余电量输送给其他微电网系统、各个符合及其他电网，确保电力资源得到充分使用和利用，因此微电网技术在主动配电网中的应用，可以有效增强对分布式电源的利用效率。

（二）提高电压质量及运行的稳定性

在主动配电网中接入了大量分布式电源，主动负荷及各类储能装置等，从而导致电压分布发生复杂的变化，而分布式电源所产生的随机波动性及分散型会使电源呈稳定性较差，在接入与退出时对电压运行的稳定性与可靠性产生不良影响，对配电网设备的使用寿命和运行寿命产生严重的影响，因此需要采取一定的措施来控制主动配电网中电压不稳定的现象[4]。微电网技术在主动配电网中的应用，可以确保分布式电源得以并网运行，对电网电压问题进行有效解决，而电压的协调控制也为无功补偿装置、储能装置及分布式电源的参数控制提供保障，使微电网和主动配电网接口电压参数控制得到增强，采用平滑切换技术可以有效降低在配电网中直接接入分布式电源时所造成的电压不稳等情况发生的几率。

（三）确保主动配电网的无功补偿

分布式电源发电主要是通过电力电子装置和并网逆变器进行并网发电，采用双向变换器会产生谐波电流，并给配电网带来严重的污染。而功率变流器和非线性符合的定量应用也会产生谐波和无功问题，而微电网技术在主动配电网中的应用为各个用户符合提供了定制电力保障，并定制了电力技术关键设备，以及微电网柔性并网运行控制技术，使谐波问题及无功问题得到有效解决，确保主动配电网中的无功补偿。

（四）降低主动配电网运行的控制难度

一般多种类型分布式电源的分布较为分散，可控性较差，就需要相关能源来对其进行协调供电，确保微电网运行的稳定性和协调性，而在确保电价信息实时发布、用户正常供电及经济用电选择等问题的同时，增加了主动配电网运营管理的难度，并使相关配电网中的能量信息难以控制。而微电网在主动配电网中的应用和实践，可以对相关用户及分布式电源进行有效整合，并将其作为智能电源介入到主体电网中，减少了主动配电网对用户及分布式电源的控制难度，也可以为主动配电网运行的状态信息及实时参数进行及时传递，确保电网运行的稳定性及供电可靠性。微电网技术可以根据配电网的实际运行需求和运行目的，对主动配电网和微电网的能量传输进行有效协调与控制[5]。同时微电网参考电价、气价、天气情况、负荷需求等参数对各个负荷、储能装置及分布式电源进行调节，确保微电网调度控制，并对微电网系统进行实时监督与控制，将电网在运行中的相关信息及时处理，并将其传递给控制中心，从而降低了电网系统在运营管理中的难度。

（五）提高主动配电网运行的可靠性

不可控的分布式电源并网运行对配电网运行的可靠性及稳定性带来一定的影响，并对用户用电质量产生了消极的作用，功率双向流动提高了潮流分布不确定性，并导致继电保护装置出现误动问题。在正常状态下，微电网和主动配电网的并网运行，为用户的用电需求提供保障，一旦出现故障问题则可以立即转换为孤岛运行，确保分布式电源供电的连续性[6]。当电力电子固态开关调控也可以达到负荷转移及网络重构的目的，确保微电网信息共享和供电功率，防止因电网检修或是电网故障问题产生大面积断电或是大量电源离网等问题，提高了配电网供电的可靠性与稳定性。

结语：

本文对微电网技术在主动配电网中的实践应用进行了探讨与分析，为电力系统的运行提供了理论依据。微电网技术在接入主动配电网中，可以有效确保主动配电网运行的可靠性与稳定性，并根据电网实际运用情况制定出有效的措施，提高主动配电网运行质量及运行效率。

参考文献：

[1]陈俊桦,江修波,李功新.微电网技术应用于主动配电网的分析与展望[J].电气应用,2017,36(11):33-39.

[2]张建华,曾博,张玉莹,刘大川,杨煦,李晨,刘文霞.主动配电网规划关键问题与研究展望[J].电工技术学报,2014,29(02):13-23.

[3]马钊,梁惠施.2014年国际大电网会议学术动态系列报道配电系统和分布式发电技术[J].电力系统自动化,2015,39(03):1-5.

[4]刘振国,邓应松,胡亚平.交直流混合微电网平台开发及其控制策略研究[J].广东电力,2015,28(01):67-71.

[5]董开松,谢永涛,贾嵘,沈渭程.面向主动式配网的微电网技术探究[J].高压电器,2015,51(06):97-100.

[6]王玉胜.“2015第四届分布式发电与微电网技术大会”主题报告观点回顾[J].电气技术,2015(09):5-10.