微電網的研究現狀及在我國的應用前景

韓士杰　韓麗娟

摘 要：從微電網的概念入手，對微電網在美國、西歐等發達國家的研究現狀進行了詳細的闡述，并根據我國科技發展的需求和現狀，分析了微電網在我國的應用前景，以供廣大讀者參考。

關鍵詞：微電網；大電網；分布式電源；負荷

中圖分類號：F426.61；TM727 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0109-01

隨著我國可持續發展戰略的提出，合理開發有效的綠色能源成為熱門。目前，我國已經陸續開發了太陽能、風能等分布式電源（DERs），但這些電源對大電網的運行有很大的負面影響，這樣就限制了分布式電源的開發和使用，所以微電網的研究被提上了日程。

1 微電網的概念

微電網是集合風電、燃氣輪機、燃料電池、光伏發電等現代電力技術于一體的分散獨立系統，可以直接與用戶側相接。微電網是相對于大電網而言的，它是電網中可以控制的單位，也可以依靠數秒內的動作來滿足外部輸配電網絡的需要。微電網為客戶提供的服務主要包括：降低饋線損耗、提高能量使用率、維持持久電源、保持電壓穩定性等。微電網和大電網之間還可以進行一定的能量交換，從而為持久供電提供儲備。

微電網在DERs并網中有著強大的功能，且由于這種電力電子技術屬于可控單元，所以微電網可以充分利用DERs對潮流進行調節。當然，微電網目前只是大電網的補充，但是其發展潛力很大，目前在很多西方發達國家都得到了很好的研究和應用。

2 微電網的研究現狀

2.1 美國微電網的研究現狀

微電網的概念最早產生于美國，目前美國對微電網的研究處于世界頂級水平，美國可靠性技術解決方案協會對微電網的研究代表了該國的最高水平?？煽啃约夹g解決方案協會在2002年提出了微電網的概念，他們認為微電網是由負荷和微型電源共同組成的系統，其內部電源由電力電子器件負責轉換。相對于大電網而言，微電網就是一個單一的、可控的那一幕，可以實現同時提供能量和電能的目標。可靠性技術解決方案協會關于微電網最大的研究成果是當微電網和主網解列時，微電網還可以維持其電能供應。

網絡呈輻射狀結構是目前可靠性技術解決方案協會對微電網研究的主要類型，這種微電網中的電源包括燃料電池、光伏發電等，可以為用戶提供能量和熱源，并且在負荷發生變化時，微電網內的微電源可以實現輸出功率自動調節的目的。該微電網內還置有潮流控制器和能量管理器，以達到系統優化和綜合控制的目標。微電網和大電網之間也是通過公共連接點相連的，前者并不需要向后者輸出能量，所以微電網屬于單一的可控負荷。

2.2 西歐微電網研究現狀

西歐發達國家對微電網的研究主要是為了滿足用戶對電能的多樣化需求，并實現保持西歐國家電網穩定、可持續發展的目標。西歐視微電網為未來電網的重要輔助工具，認為微電網可以緩解大電網和分布式電源之間的矛盾，充分發揮分布式電源的優勢。所以近年來，西歐各國都展開了對微電網的研究，并且取得了很多成果。

“歐盟第六框架計劃”代表著歐洲對微電網研究的最高水準，他們為這項計劃投資了850萬歐元，并且這項計劃還在進行當中。該計劃集合了來自法國、英國、德國等國家的專家學者，他們對微電網的研究緊緊圍繞可靠性、靈活性、接入性等方面展開，從而充分利用了微電網的智能化、多元化的能量轉換功能。該項計劃的主要目標為：①為了研究未來的通信技術，要滿足技術和商業的需求。②為了保證微電網的正常運行，還要對分布式電源和硬件設備進行研究，確保分布式電源與微電網相容，實現微電網即插即用的目標。③重點研究微電網對大電網的影響，不僅包括本地影響，還要研究其大范圍的營銷策略，要在提高供電可靠性、改善環境、降低網絡損耗等方面進行研究。④為了保證微電網的持久使用，要對電網的保護方案進行重新設計，另外，還要及時增強和更新老化的電網，進一步探索微電網對基礎電網的影響。

2.3 微電網在我國的應用前景

最近幾年，我國發生的重大停電事件是2008年的南方大雪，我國的供電設施在這一時刻暴露出了它的薄弱之處。而微電網的優勢在于既可以實現單獨作業，又可以實現聯網作業，所以，可以在大雪等惡劣天氣中正常供電。微電網在實現供電可靠性、提高電能質量方面有很多優點。相對于大電網，微電網可以實現持續供電，所以微電網在我國完全可以成為大電網的重要補充電網。但是我國對微電網的研究還處于起步階段。根據我國微電網的研究現狀，筆者認為重點關注的領域主要包括：①因為微電網內擁有多個微電源，所以需要重點考慮各個電源之間的協調、控制。利用微電網可以提高分布式電源產生的經濟效益，并減少分布式電源對大電網的沖擊，所以微電網在這方面的可靠性就成了重點問題。②微電網擁有很多比較先進的電力電子設備，如何實現對這些設備的智能控制是一個重要的問題，也是多目標非線性的控制問題。雖然可以通過粒子群法和遺傳算法來實現，但是利用這些方法都很難實現在線和實時檢測的目標，所以尋找微電網的最優算法比較困難。③由于目前我國很多發電機都因耗能太高而面臨停止運行的危機，所以應該考慮引用小發電機，它們的容量都比較小。但是發電機都靠近負荷區，而微電網可以實現冷、熱、電三聯供系統，所以對小型發電機組進行改造成為重要問題。將小型發電組和微電網相連，可以組成區域性的小型微網，這樣就可以合理利用現有資源，從而實現減少資源投資的目標。

3 結束語

綜上所述，微電網在緩解分布式電源和大電網之間的矛盾上具有很大作用，它可以改變傳統負荷增長的方式，并且在降低能量損耗、提高電力系統可靠性方面有很大的潛力，在西方發達國家都得到了很好的利用。在我國，關于微電網的很多內容都有待進一步開發，很多問題也都需要進一步解決。只有這樣，才能充分利用微電網，為用戶提供優質服務。

參考文獻

[1]吳萍，劉志強.微電網技術及在我國的應用前景[J].廣西輕工業，2011（06）：47-48.

〔編輯：王霞〕