我國微電網技術研究概述

【摘要】目前，能源枯竭是各個國家的人們都無法回避的問題。分布式發電能夠整合清潔能源，同時微電網能夠將進行發電分布式電源各個部分有效地集合，提高能源利用率、減少碳排放，因此近年來備受關注，但同時分布式發電進入微電網仍存在安全、能耗等諸多問題。本文將首先介紹DGS的發展概述，然后分析微電網的概念及結構，從而進一步分析目前微電網中的關鍵問題及研究，最后展望我國微電網發展趨勢。

【關鍵詞】低碳經濟分布式發電微電網電能質量

供電可靠性

一、引言

能源是人類賴以生存和發展的基礎,電力作為最清潔、便利的能源形式,是國民經濟的命脈。提高能源利用效率，加強可再生能源的利用,是解決中國經濟和社會快速發展過程中能源需求增長與能源緊缺、能源利用與環境保護之間矛盾的必然選擇。分布式發電系統能夠綜合利用各種可再生能源進行發電，有效地降低我國經濟發展對碳基的依賴度。同時，DGS具有投資小，可實施性大，綠色環保，節約能源，對自然環境的依賴度小等諸多優點。但是，大規模地接入主網，顯然也會帶來一些能源損耗和安全保障等問題。

王成山,王守相（2008）對分布式發電系統進行定義，指出其是指利用各種可用的分散存在的能源,包括可再生能源和本地可方便獲取的化石類燃料進行發電供能的系統。魯宗相等（2007）指出，分布式電源位置靈活、分散的特點極好地適應了分散電力需求和資源分布廣泛的問題,延緩了輸、配電網升級換代所需的巨額投資。同時，它與大電網互為備用也使供電可靠性得以改善。分布式發電能夠有效地集結各個部分有效的分散式能源，將區域內能源集合統一調配利用，將資源利用效率達到最大化。

鄭漳華,艾芊（2008）為了能盡可能地利用分布式發電所帶來的經濟效益和對其可靠性進行改善，并盡量地減少其對主網的沖擊，提出了微電網(microgrids)的概念。

三、微電網的概念及結構

（一）微電網的概念

丁明等（2009）研究發現，國際上基本普遍認為：微電網是由各種分布式電源/微電源、儲能單元、負荷以及監控、保護裝置組成的集合；具有靈活的運行方式和可調度性能，即能在并網運行和孤島(自主)運行 2 種模式間切換；通過相關控制裝置間的協調配合，可以同時向用戶提供電能和熱能。微電網是一個規模較小的分散的獨立系統，可以連接到電網，也可以與電網斷開，因此可以在電網連接下或者孤島模式下運行。

（二）微電網的結構

微電網中包含有多個DG和儲能系統,聯合向負荷供電,整個微網對外是一個整體,通過一個斷路器和上級電網變電站相聯。趙宏偉,吳濤濤（2008）指出，微網中DG可以是多種能源形式(光電、風電、微型燃氣輪機等),還可以以熱電聯產(combined heat and power,CHP)或冷熱電聯產(combined cold heat and power,CCHP)形式存在,就地向用戶提供熱能,提高DG利用效率。

四、微電網中的關鍵問題及相關研究

（一）微電網控制

對微電網進行控制是實現其眾多優越性的重要保證。楊新法等（2014）在對微網控制問題研究后，認為微電網控制必須保證：在并網和孤島運行方式下，都能控制局部電壓和頻率，使系統安全穩定運行。盛鵑，孔力等（2007）認為，并網運行下的控制頻率的調整由大電網完成，但必須有局部電壓控制，使各電源之間沒有大的無功電流流動，否則DG高滲透率的系統可能會產生電壓和無功偏移或振蕩。在并網方式的運行下，DG以局部電壓的形式提供輔助服務。DG運行出現故障問題時，必須馬上退出大電網，而喪失了用途。

（二）微電網保護

魯宗相，王彩霞等（2007）指出，微電網的保護問題與傳統保護有著極大不同，典型表現有：①潮流的雙向流通；②微電網在并網運行與獨立運行2種工況下，短路電流大小不同且差異很大。因此，如何在獨立和并網2種運行情況下均能對微電網內部故障做出響應以及在并網情況下快速感知大電網故障，同時保證保護的選擇性、快速性、靈敏性與可靠性，是微電網保護的關鍵，也是微電網保護的難點。微電網的安全無疑是整個微電網進一步探索發展的基礎，如何微電網高效有序地運行一直是大家所探索的重點，

五、總結與展望

微電網是中國發展可再生能源的有效形式。微電網在提高中國電網的供電可靠性、改善電能質量方面具有重要作用。中國的經濟已進人數字化時代,優質、可靠的電力供應是經濟高速發展的重要保障。在大電網的脆弱性日益凸顯的情況下,將地理位置接近的重要負荷組成微電網,設計合適的電路結構和控制,為這些負荷提供優質、可靠的電力，不僅可省去提高整體可靠性與電能質量所帶來的不必要成本，還可減少這些重要負荷的停電經濟損失，吸引更多的高新技術在中國發展。在中國現代發展進程中，發展微電網勢必將成為解決我國能源問題的關鍵，在各個領域內都可以得到快速的發展。

【參考文獻】

[1]王成山,王守相.分布式發電供能系統若干問題研究[J].電力系統自化,2008(20):1-4+31

[2]魯宗相,王彩霞,閔勇,周雙喜,呂金祥,王云波.微電網研究綜述[J].電力系統自動化,2007(19):100-107.

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[6]楊新法,蘇劍,呂志鵬,劉海濤,李蕊.微電網技術綜述[J].中國電機程,2014,34(01):57-70.

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作者簡介：王冰（2000-01月-03日）,女，漢族，河南新鄉人，河南大學經濟學院，2017級本科生