干貨｜智能微網(wǎng)在分布式能源接入中的作用與挑戰(zhàn)

2018-04-13 10:24:32 上海科學(xué)普及出版社　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，分布式可再生能源發(fā)電由于靠近用戶側(cè)直接供能且便于實(shí)現(xiàn)多種能源形式的互補(bǔ)而越來(lái)越受到重視。但...

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，分布式可再生能源發(fā)電由于靠近用戶側(cè)直接供能且便于實(shí)現(xiàn)多種能源形式的互補(bǔ)而越來(lái)越受到重視。但一方面，分布式可再生能源大量接入產(chǎn)生的間歇性和波動(dòng)性會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和電力交易造成直接的沖擊，影響電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；另一方面，大量不受控的分布式能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)造成電力系統(tǒng)不可控制和缺乏管理的局面。這些因素都限制了分布式可再生能源在電力系統(tǒng)的接入規(guī)模和運(yùn)行效率。

為整合分布式發(fā)電優(yōu)勢(shì)，降低分布式可再生能源對(duì)電網(wǎng)的沖擊和負(fù)面影響，美國(guó)電力可靠性技術(shù)協(xié)會(huì)提出了微網(wǎng)的概念。

智能微網(wǎng)的概念及作用

微網(wǎng)是指由分布式能源、能量變換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理的自治系統(tǒng)。既有僅利用光伏、儲(chǔ)能和負(fù)荷一起構(gòu)成的簡(jiǎn)單微網(wǎng)；也有由風(fēng)力、光伏、儲(chǔ)能、冷/熱/電聯(lián)供系統(tǒng)等構(gòu)成的多種類設(shè)備微網(wǎng)；還有由滿足一定技術(shù)條件的分布式電源和微網(wǎng)廣泛接入構(gòu)成的公共微網(wǎng)。可將微網(wǎng)看作小型的電力系統(tǒng)，它具備完整的發(fā)電和配電功能，可以有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的能量?jī)?yōu)化。

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，相應(yīng)提出了具備靈活性、高效性和智能化等特征的智能微網(wǎng)的概念。智能微網(wǎng)的提出旨在實(shí)現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)層面上分布式能源的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式能源無(wú)縫接入和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的主要問題，同時(shí)具備一定的能量管理功能，有效降低系統(tǒng)運(yùn)行人員的調(diào)度難度，并提升可再生能源的接入能力。

微網(wǎng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各種分布式能源的無(wú)縫接入并發(fā)揮其最大潛力。為此，需要解決與微網(wǎng)相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括：規(guī)劃設(shè)計(jì)、控制與保護(hù)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理、能量?jī)?yōu)化管理、能源系統(tǒng)信息-物理融合、智能化接入與需求互動(dòng)響應(yīng)、直流微網(wǎng)及多微網(wǎng)間直流互聯(lián)等各個(gè)方面。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1大量分布式能源并網(wǎng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊和影響，從而限制了其接入規(guī)模和運(yùn)行效率。

2智能微網(wǎng)是分布式能源發(fā)電并網(wǎng)的有效方式，可實(shí)現(xiàn)分布式能源的靈活、高效應(yīng)用，解決數(shù)量龐大、形式多樣的分布式能源并網(wǎng)運(yùn)行問題，有效降低系統(tǒng)運(yùn)行人員的調(diào)度難度，并提升分布式能源的接入能力。微網(wǎng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各種分布式能源的無(wú)縫接入并發(fā)揮其最大潛力。

3未來(lái)的微網(wǎng)及能源和信息技術(shù)的融合包含三個(gè)方面：信息與計(jì)算嵌入微網(wǎng)能源、微網(wǎng)能源融入廣域信息網(wǎng)絡(luò)、基于信息的微網(wǎng)智能化。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等新興技術(shù)，為靈活地整合、管理、調(diào)度分布式資源奠定了基礎(chǔ)，可以推動(dòng)電網(wǎng)與用戶的互動(dòng)，將大大提高系統(tǒng)運(yùn)行能力和接納可再生能源能力，進(jìn)一步解決大規(guī)模分布式可再生能源的接入和消納問題。

4隨著電力電子技術(shù)和半導(dǎo)體器件成本的下降，基于直流的新型供電方式也逐漸成為可能，相對(duì)目前的交流微網(wǎng)供電模式，其具有靈活、高效、可靠等優(yōu)點(diǎn)，多端直流系統(tǒng)、交-直流混合系統(tǒng)等也將是未來(lái)微網(wǎng)重要的創(chuàng)新模式。

5未來(lái)微網(wǎng)將從信息和電氣兩個(gè)方面向前發(fā)展，逐步形成一個(gè)以微網(wǎng)為核心的開放對(duì)等的信息-能源互聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多種能源安全最優(yōu)傳輸和配送、相互轉(zhuǎn)換（效率）、高效利用和動(dòng)態(tài)靈活供需平衡，并提供雙向互動(dòng)能源服務(wù)，將一個(gè)集中、單向、生產(chǎn)者控制的電網(wǎng)，轉(zhuǎn)變成分布更加廣泛、更多消費(fèi)者互動(dòng)的電網(wǎng)。

總體來(lái)看，微網(wǎng)的出現(xiàn)將完全改變配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性。在微觀上，微網(wǎng)可被視作小型的電力系統(tǒng)，具備完整的發(fā)、輸、配電功能，可以實(shí)現(xiàn)局部的功率平衡與能量?jī)?yōu)化；在宏觀上，微網(wǎng)又是配電系統(tǒng)中的一個(gè)“虛擬”的電源或負(fù)荷。這使得現(xiàn)在的電力系統(tǒng)有了更大的柔性和可控性，同時(shí)也具有了更多的商業(yè)模式。現(xiàn)有研究和實(shí)踐表明，將分布式電源以微網(wǎng)形式接入到電網(wǎng)中并網(wǎng)運(yùn)行，與電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮分布式能源效能的最有效方式，具有巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。

原標(biāo)題:【上海優(yōu)秀科技成果集錦】智能微網(wǎng)在分布式能源接入中的作用與挑戰(zhàn)

責(zé)任編輯：李鑫

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