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微电网是以分布式发电技术为基础,以分散型资源或小型电站为主,结合终端用户电能质量管理,采用能源梯级利用技术而形成的小型化、分散式电源和负荷一体化功能网络。微网运行时,可通过公共耦合点接入电网;当电网发生故障或检修时,公共耦合点与公共电网切断,自动切换到孤岛运行模式,借助微网的灵活特点实现DER的无缝接入。
微网基本结构如图2所示,电力系统被假定为几条馈线和负载的径向集合系统。径向系统通过分离装置(通常是静态开关,称为公共耦合点)连接到分配系统,每条馈线都包括断路器和潮流控制器,用于监视和控制负载。
分布式能源间歇性、波动性和难准确预测等问题可以通过并网与保护技术、储能与通信技术等微网核心算法来解决。
(1)并网与保护技术
可再生能源受地域和气候影响较大,属于随动能源,若直接并入电网势必影响电力系统的电能品质,导致电网波动、谐波污染等问题。若将DER与微网组合再与公网连接,削弱其对公网的冲击。在DER借助微网并入电网前,要求公共耦合点电压、频率和相角与公网近似相同,实现柔性并网、减小瞬态冲击。微网可向电网提供保护电网系统的参数配置,提供公共耦合点连接状态、无功、相角和频率等实时数据,时刻监控DER并网状态,动态评估DER通过微网并入电网的运行趋势。微网自身的稳定性和可靠性都要优于分布式能源,提高微网渗透率可以减少电力系统的平均停电次数和停电时间,保证系统可靠运行。
为确保微网稳定运行,完善新一代智能变电站的监测机制,提高数据采集和处理精度,实现电网故障智能预警、微网保护及故障迅速定位、隔离和恢复等。将静态开关置于公共耦合点,在公网发生故障或电网检修时,静态开关会自动将微网切换到孤岛模式,根据状态监测信息判断自动恢复与公网的连接指令。
(2)储能与通信技术
通过增加储能装置可以解决可再生能源的间歇性,随动性问题。储能装置备用容量的选择和使用方式是解决该技术问题的关键。当微网运行在孤岛模式时,需要考虑储能装置能否在合理时间内维持发电量和用电量的平衡。因此,需对可再生能源发电进行精确预测、对运行工况可靠建模,科学评估储能装置的容量及正确模拟储能装置的运行方式和运行时间,才能合理调控可再生能源发电品质。
AC/DC混合微网结构如图3所示,微网中储能装置可以实现DER酌分类储能,减少储能系统中复杂的流环节,可同时为交直流负载供电,并网结构简单,控制灵活、可靠,降低成本、实用性强。
借助威望储能技术可提高DER发电机并网性能,平滑负荷,减少电能损耗,提离电能利用率,如削峰填谷、降低电磁干扰;利用微网的电力电子装置进行无功补偿,保证电能质量和供电可靠性,优化电网配置,提高经济性。
采用先进的传感技术、通信技术采集系统的并网和储能信息,在微网设备间建立高速、实时的通信链路,实现微网运行信息的交互,提高系统信息处理能力。