供電可靠性下的微電網規劃研究

張志

摘 要：通過微電網應對負荷增長，微電網具有降低能耗以及提高電力的可靠性的特點。微電網具有廣闊的發展潛力。目前，很多國家不但對微電網技術進行研究以及開發，而且已經建立許多微電網的測試平臺。我國的微電網技術研究取得相當大的成果。此外，國際研討以及交流為微電網技術的發展起到推動作用。然而，微電網的監控技術以及微電網對電網支撐存在相當多的問題。因此，微電網技術需要相關技術人員進一步加以研究。

關鍵詞：供電可靠性；微電網；規劃研究

0 引言

微電網可以看成小型的發電以及配電系統，微電網不但能夠應用在比較偏僻的地區進行獨立運作，而且可以接入大型電網并網運行。微電網的規劃應當結合電網技術、當地資源以及經濟效益進行分析。與傳統電網相比，微電網的建筑更加復雜。此外，微電網規劃過程中存在許多不確定因素，尤其目前微電網運行成本過高、技術缺乏、標準缺失、市場機制不健全以及相關經驗不足等，因此，對微電網技術規劃研究具有十分重要的意義。

1 微電網概念

微電網是指規模小以及分散的電力系統。微電網采用現代電力技術，將燃料電池、燃氣輪機、光伏發電、風電以及儲能等設備組合在一起使用。一般來講，微電網可以看作是電網的可控單元。能夠滿足配電網絡需求；對于用戶來講，微電網能夠滿足用戶的特定需求，如降低饋線損耗、增加電網可靠性以及保持電壓穩定。微電網還可利用余熱提高能量使用效率以及保障不斷電等優勢。此外，微電網以及大電網之間通過相關設備進行能量交換，從而保障供電可靠性。

2 微電網系統規劃

微電網系統的科學規劃設計有利于降低電力系統運行成本。通過微電網系統能夠提高社會資本用于電力系統的積極性，不但具有科學意義，而且具有相當大經濟價值。微電網系統規劃設計主要根據用電需求以及電力網絡狀況，從而確定電力系統建設方案。微電網系統規劃促使電力系統運行費用減少。微電網系統規劃研究的主要內容包括儲能裝置以及分布式電源容量的規劃。首先，從供需關系角度對微電網系統進行優化設計；其次，從最優路徑以及電網結構等方面對微電網系統進行優化規劃；最后，已經建立電網的地區，應當根據當地資源重點進行規劃，在保障能源需求前提下，合理地設計電力供能系統。此外，相關的無電區域，應當采取聯合優化規劃措施。

3 微電網系統的能量管理以及控制策略

從電源分布的角度，微電網的能量管理主要包括恒壓控制、恒功率控制以及下垂控制。從微電網能量管理策略以及控制策略的角度分析，相關技術人員提出了合儲能協調方法。主要研究內容是保障電池長久運行以及多種能源之間互相協調。這有利于節約電池成本，從而增加經濟效益。

3.1 功能系統控制策略

微電網系統中，選取供能系統控制策略主要取決于本地的可再生資源以及燃料費用等情況。運行控制策略有效地降低了微電網系統的建立以及運行成本。此外，通過高仿真軟件，微電網系統能量管理以及控制具有多種方案，如美國HYBRD軟件針對微電網系統制定出多種能量管理以及控制策略，主要可以歸納為兩類：首先，柴油發電機主要功能是負荷跟隨，電池處于浮充狀態，從而作為微電網系統備用；其次，柴油發電機以及電池輪番使用滿足微電網系統的凈負荷需求。

3.2 能量管理策略

現階段的微電網系統規劃應當研究微電網系統的能量管理策略。微電網系統分布式電源相對獨立又具有耦合關系，因此，應當注重各種能源以及設備的協調關系，并對各種能源以及設備進行合理科學的分配，從而實現多種能源綜合利用的效果。例如，對柴油發電機以及電池管理應當應用多種運行策略。根據柴油發電機的發電成本以及儲能電池充放電的成本，從而確定柴油發電機以及儲能電池的優先權。選擇性價比高的能量管理策略從而增加經濟效益，節約用電成本。運用類似方法，柴油發電機、電解水制氫、光伏發電、電化學電池以及風力發電微電網系統，按照成本原則進行設備組合，均可以起到節約成本以及提高經濟效益的效果。如圖1所示。

4 微電網系統規劃研究

4.1 微電網多目標規劃方法的研究

微電網系統各子單元不但保障能源供給而且存在耦合關系。首先，重點研究微電網系統中的能量管理，根據用戶的能源需求、市場環境以及可再生資源進行規劃；其次，研究多種供能單元的多目規劃；最后，研究數學規劃理論進行合理的微電網系統規劃。

4.2 微電網評估方法以及措施研究

微電網系統網架結構、故障類型、運行方式以及能量管理策略保障了微電網系統供電可靠性。因此，應當對規劃做出具體評估并且采取相應措施進行完善。首先，重點研究可再生能源、負荷需求以及儲能系統的運行方式；其次；對可再生能源設備采取調整功率等策略保障供電可靠性。

4.3 微電網系統聯合規劃研究

微電網系統規劃應當滿足可靠性指標、負荷需求以及網絡運行，選擇最佳決策變量。因此，應當開展以電源規劃以及電網規劃組合而成的聯合規劃。微電網系統聯合規劃主要包括網架規劃以及接入容量優化。由于微電網系統求解復雜，因此主要采取多層規劃方法，通過規劃模型轉化為容易解決的子問題，從而有效降低解題難度。

5 結語

綜合上述，供電可靠性下的微電網規劃研究具有十分重要的意義。由于目前我國的微電網技術研究并不深入，微電網系統運行成本高、經驗不足等導致我國相關技術人員面臨一系列挑戰。因此，合理科學地進行微電網規劃能夠保障微電網用最低成本創造最大價值。研究合理的微電網規劃有助于微電網建設。

參考文獻

[1]徐迅，高蓉，管必萍，等.微電網規劃研究綜述[J].電網與清潔能源，2012，（7）：25-30.

（作者單位：國網四川省電力公司宜賓供電公司）