浅议电网智能微电网研究目前状况及运用展望

论文导读：
【摘要】智能微电网供电模式越来越受到广泛关注，被认为是低碳智能配电网的发展趋势。本文从全景概述角度介绍了从分布式发电到微电网的发展历程，引入了智能微电网相关概念，综述了近年来国内外智能微电网的发展现状及其关键技术，展望了微电网在我国智能电网建设中的应用前景，指出了亟待解决的问题。
【关键词】智能微电网；可再生能源；关键摘自：论文查重站www.7ctime.com
技术；应用展望
1、引言
近年来，世界范围内发生了数次大面积停电事故，电网脆弱性更加充分地暴露出来，难以满足用户多样化的供电需求。与传统集中供电模式相比较，分布式发电以其接近用户侧、运行方式灵活、就地消纳清洁新能源等优点受到广泛关注。然而，分布式发电技术自身存在诸多潜在弊端，如电源接入成本高、功率输出波动等，其规模化接入电网后会给电网运行控制带来一系列影响。为了协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分挖掘分布式电源给电网和用户带来的潜在效益，智能微电网作为一种新型分布式能源组织形式应运而生，迅速得到国内外学者的广泛关注。

2、智能微电网概述

智能微电网是集成先进电力技术的分散独立供能系统，靠近用户侧，容量相对较小，将分布式电源、负荷、储能元件及监控保护装置等有机融合，形成了一个单一可控单元；通过静态开关在公共连接点与上级电网相连，可实现孤岛与并网模式间的平滑转换；就近向用户供电，减少了输电线路损耗，增强了抵御来自上级电网故障影响的能力。当上级电网发生故障或电能质量不能满足要求时，微电网切换到孤岛模式下运行，保证自身安全稳定运行。
综上所述，智能微电网主要具有以下特点：
（1）自治性：微电网是由分布式电源、负荷、储能单元构成的小型系统，运行方式灵活，可以独立自治运行，实现自我控制、保护与管理。
（2）互动性：微电网运行控制在采集分布式单元信息的基础上，实现了配电网、微电网、控制器间的互动通信。
（3）多元性：微电源构成多元化，有热电联产燃气轮机、柴油机等高效低污染电源及风力、光伏发电单元。负荷类型多元化，有敏感型、非敏感型，可控型、非可控型等。

3、国内外微电网研究现状及关键技术

微电网的接入对大电网运行带来诸多影响，如电网安全稳定、电能质量等问题。微电网承受扰动的能力相对较弱，尤其是孤岛模式下，考虑到风能、太阳能资源的随机性，系统安全面临着更高的风险，因此需要从技术内涵角度对智能微电网的关键技术，如系统设计、运行控制、能量管理、经济评估等进行深入研究。
美国电气可靠性技术协会（CERTS）最早提出了微电网的概念，允许微电网并网运行和电量销售，旨在解决分布式发电接入大电网安全可靠性问题，得到了美国能源部的高度重视。当上级电网发生故障时，微电网无缝解列或孤岛运行，故障恢复后可与上级电网重新连接，保证重要用户不间断的电力供应，对当地电压起到支持与校正作用。美国北部曼德瑞沃建立了第一个微电网示范性工程，微电网基础理论与关键技术已在测试基地得到了成功验证。
日本针对能源日益紧缺、负荷逐年增长的现实背景，注重新能源的开发利用，展开了微电网关键技术研究，提出了灵活可靠的智能供能系统，在配电网中加入灵活交流输电装置，利用快速、灵活的控制器，实现对配电网能源结构的多元优化，满足用户需求。日本新能源与工业技术发展组织（NEDO）积极支持一系列微电网示范工程，鼓励可再生能源发电技术在微电网中的集成应用，在网架结构、系统集成、热电综合利用等方面做了精细化的研究，分别在青森、爱知和京都建立了示范工程，其中青森县八户市示范工程全部采用可再生能源供给用户电能和热能。
从电力市场、电能可靠供给及环境保护等方面考虑，欧洲各国积极致力于微电网关键技术的应用研究，利用智能控制技术、先进电力电子技术实现了集中发电与分布式供能的高效紧密结合，积极鼓励社会各界参与电力市场，共同推进微电网发展。微电网运行控制、继电保护及互动通信等关键技术在实验室平台上得到了验证。希腊、德国、西班牙已建立不同规模的微电网示范工程，其中德国太阳能研究所（ISET）建成的微电网试验基地规模最大。此外，丹麦OESTKRAFT公司、意大利CESI公司、葡萄牙EDP公司和西班牙LABEIN公司都建立了微电网试验基地进行相关技术研究。
我国微电网研究处于起步阶段论文导读：满足用户电能质量要求、降低运行成本等方面积极开展适合我国国情的微电网运营模式的研究，为规范和引导微电网投资建设提供有力依据。2）微电网规划建设方面：需要对国内外微电网建设的优秀经验进行系统性提炼，研究并提出实用化的微电网典型供电模式，为我国微电网规划建设提供规范性的引导。3）微电网关键技术方面：微
，含风力、光伏发电、储能元件的多能源微电网系统的运行控制技术成为研究热点。近年来，“973计划”、“863计划”等国家高科技项目大力资助微电网关键技术的研究。国家“863计划”项目浙江南麂岛微电网示范工程致力于打破海岛电力供给瓶颈，改善海岛能源结构，保障居民可靠用电。天津中新生态城、江西共青城等智能电网综合示范工程中均采用集成多种分布式电源、储能系统的微电网结构。吐鲁番新能源城市微电网项目是全国首个城市级别的微电网示范工程，也是目前国内装机容量最大、涉及用户范围最广的微电网工程。项目采用屋顶光伏发电系统，装机容量达到13.4MW，为7千余户家庭、2万多居民提供电能，实行“自发自用、余量上网、电网调剂”的机制。

4、我国微电网应用展望

微电网作为大电网的有效补充，实现新能源发电并网的协调控制与优化运行，避免极端恶劣天气状况对大电网的不利影响，保障电力安全可靠供应，符合我国智能电网的发展趋势。目前我国微电网发展处于起步阶段，还需要进行技术、政策、管理等方面的研究与实践。
1）微电网运营模式方面：目前我国微电网范围界定尚不明确，运营模式尚未理顺，需要在提高重要负荷的供电可靠性、满足用户电能质量要求、降低运行成本等方面积极开展适合我国国情的微电网运营模式的研究，为规范和引导微电网投资建设提供有力依据。
2）微电网规划建设方面：需要对国内外微电网建设的优秀经验进行系统性提炼，研究并提出实用化的微电网典型供电模式，为我国微电网规划建设提供规范性的引导。
3）微电网关键技术方面：微电网运行协调控制技术是微电网技术的核心。虽然国内已开发出微电网运行监控系统，但难以满足实时性更强、灵活性更高的要求。需要开展微电网协调运行控制的技术攻关，实现微电网内部及与配电网间的协调运行。
5、结论
微电网在降低能耗、提高供电可靠性和灵活性等方面具有巨大潜力。欧美日等国家立足于各国基本国情，积极参与微电网的研究与实践，呈现出不同特色。我国微电网研究从电网智能化促进低碳化、解决海岛偏远地区供电问题的角度出发，通过电力规划、运行管理等关键技术的研究，实现提升能源效率、促进清洁能源发展及保障电力供应等目标。与欧美国家相比，我国仍存在一些差距，迫切需要进一步开展微电网关键技术的研究，探索出一条适合我国国情的低碳能源发展道路，促进智能微电网在我国的综合应用。