農村微電網并網對配電網的影響

劉文娟 劉宵

摘要：隨著我國經濟社會的發展，在農村地區建立微電網，可以作為能源互聯網進行補充，提升電力互聯網技術進行協同控制，不斷提升供電的可靠性以及效益，基于此，本文論述了農村微電網并網對配電網造成的影響。

關鍵詞：農村微電網;并網;配電網

引言：

隨著傳統能源日趨減少，國家電網有限公司提出的一系列促進新能源消納、推進分布式發電和智能電網建設的重要戰略越來越受到人們的重視，微電網是可再生分布式電源與電網融合的有力支撐，對推動能源革命有重要意義。微電網可以有效調節各分布式電源之間的出力，平抑其波動性，并且能夠與大電網進行有效交互，提高發電效率和電力系統穩定性，具有廣闊發展前景。

微電網中包含大量分布式電源、儲能系統以及控制系統，這些系統的協調優化對微電網優勢的發揮起決定性作用。如何在保證微電網系統供電可靠性的同時滿足微電網運行經濟性和環保性成為當下微電網運行優化的研究熱點。然而，現有的相關研究大多集中在微電網的靜態調度上，缺乏對各時間點聯系與影響的考慮;部分學者雖從動態角度較為全面地考慮了微電網運行的經濟性和環保性，但是對于微電網中分布式能源的隨機性仍考慮不周，無法滿足多種能源形式下微電網多時間尺度運行的協調優化要求。

1 微電網技術定義

微電網是當下電力系統中新興的一種電力網絡結構，由于傳統DEG分布式電力資源在接入電網與配電工作時，常常由于分布式電力資源的不穩定，給用戶帶來極大的不便。微電網技術很好地解決了這個問題。微電網技術應用下，可以將清潔電力資源轉化為穩定的微電源，并根據用戶的實際用電需求對電力負荷進行自動調節，將空余的清潔電力利用儲能設備進行電力轉化。微電網運行過程中，可以根據控制系統的指令，決定是否接入配電網。因此，微電網與主動配電網都是電力系統中不可或缺的一部分。

2 微電網結構和運行特點

2.1 微電網結構

微電網以分布式發電技術為基礎，緊靠非集中資源或用戶的微型發電廠，形成了具有結合用能管理及能階利用技術的網絡。

微電網是未來分布式能源的重要載體，也是大電網的有力補充，可作為一個整體實現孤網獨立運行，也可以由主網協調控制在大電網中并網運行，提高了能源的利用效率，能夠在大電網電能缺失時提供電能，提高了供電系統的可靠性。此外，微電網中分布式電源的應用減少了對環境的污染，且還能根據用戶的需求靈活調整調度，與用戶靈活互動，提供用戶增值服務。微電網主要由靈活小型的分布式電源、提高系統穩定性的儲能系統、各類用戶以及具有調節能力的控制系統組成。

2.2 微電網運行模式及特點

微電網具有孤網運行和并網運行兩種不同的運行模式。微電網孤網運行是指在調度計劃需要或大電網發生故障時，微電網系統斷開與主網配電系統的連接，由微電源、儲能系統和負荷三者構成系統實現獨立運行。離網運行模式下的儲能變流器PCS，可以實現對微電網負荷的繼續供電，在母線恢復供電的狀態下光伏系統可繼續發電，而儲能系統僅對負載供電。

微電網并網運行是將微電網系統接入公用大電網中，閉合微電網斷路器，使得微電網系統與主網配電系統實現電能交互的一種運行方式。光伏系統的接入提高了大電網中發電的平穩性，并網模式下的儲能系統可根據需要同時實現充放電，通過控制裝置可將微電網從并網運行模式切換到離網運行模式。

3 農村微電網并網對配電網運行的影響

農村地區供電分散，一類負荷較少，因此大多數配電網由單輻射線路構成，與城市配電網相比，存在著網架薄弱、供電半徑較長、線損較大、安全可靠性較低等不足之處。同時，由于我國農村地域差異顯著，各地能源分布和經濟發展的情況有很大不同，生活習慣與住宅類型也有較大區別，因此微電網必然呈現出多樣性，其并網將會改變配電網潮流的方向，對農村電網帶來深刻的影響。

3.1 對配電網穩定性的影響

微電網既能從配電網中吸收功率，也能向配電網輸送功率，從而改變了配電網中功率傳遞的單向性，將會影響配電網中電壓和功角的穩定。

當微電網從配電網中吸收功率時，可將微電網看作一個可控的集中負荷，此時對配電網穩定性的影響可以忽略;當微電網向配電網輸送功率時，隨著微電網滲透率的不同，對配電網電壓和功角穩定的影響程度也會不同。微電網的高滲透率將會對配電網的穩定性產生不利的影響，滲透率的大小主要取決于農村配電網的傳輸限制、微電源的容量、微電網并網的結構和位置、農村地區微電網的建設標準以及國家的能源政策等。

3.2 微電網與配電網的交互關系

微電網的建設會給配電網帶來多方面的影響。在供電可靠性和新能源綜合利用方面，微電網的建設對雙方都有一定程度的幫助，二者不僅可以作為彼此在特殊工況時的備用，同時能夠有效促進地區新能源的消納。微電網的建設成本較高，同時還要考慮發電成本以及建設運行維護的支出，但此時網內用戶的供電主要由微電網完成，供電服務收益由微電網運營商收取。配電網則因為微電網的建設，有效延緩了配電網的擴展建設，減少了配電網的建設運行維護成本。由于減少了一定的供電負荷，配電網也減少了燃煤燃氣等機組的發電成本。以上相互影響中，微電網和配電網雙方的利益關系呈現“非此即彼”的情況。因此，微電網與配電網交互電價的中長期交易可由兩者間的成本效益關系量化得到。

3.3 對配電網可靠性的影響

農村配電網可靠性相對城市配電網較低，而微電網的引入將大大改善這一現狀。一方面，微電網與負荷協調運行，一定程度上減小了配電線路的輸送功率，增加了輸電的裕度;另一方面，當配電網發生嚴重故障時，微電網可以脫離配電網孤島運行，以減小停電面積和停電時間，提高配電網供電的可靠性。當然，微電網并網位置不恰當、微電網與配電網協調控制不當致使繼電器誤動作、微電網與配電網交換功率波動過大時，將會降低配電網的供電可靠性。

4 結語

構建主動配電網系統時，為了更好地發揮微電網的技術優勢和工作價值，需要對配電網進行研究分析，找出最佳的運行配置方案，從而不斷提高主動配電網的運行穩定性。通過配電網與微電網系統的結合，可以有效控制諧波、無功功率的影響，提高主動配電網系統的電力調度效能。

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