微电网管控系统的实现及展望

●云南电网有限责任公司 漆振飞

1 微电网管控系统原理

微电网优化调度是智能电网的核心任务之一，微电网的管理和控制是非线性、多目标、多模型的复杂系统优化问题，涉及到多方面模型和数据的演算。电力系统的能量供需平衡是优化调度首先要解决的问题，对于微电网也是如此。

在过去的电力行业，人们的注意力主要放在提高现有区域系统的安全裕量上。而现在，人们的着眼点在于开发新的微电网管控系统使微电网能够并入到整个电网体系中来。微电网管控系统就是在一定的控制策略下，使微电网中的各分布式电源及储能装置的输出功率满足电网的负荷要求，以保证微电网的安全稳定，保持微电网的能量平衡，实现微电网的经济优化运行。

2 微电网管控系统工作状态

微电网管控系统主要可分为3个功能模块，即：

（1）监督：配有HMI的实时监控系统做实时监督，并对历史数据进行离线分析。

（2）报警管理：收集从发电到输变电的全部报警信息（多个）。

（3）备份管理：提升微电网系统的可用率，应对故障及异常工作状态。

通过这些功能模块，微电网管控系统能够提供对各类工作模式的监督和控制。一旦遇到问题，微电网可以从并网模式切换到紧急模式 （与一个或者更多具有操作限制的设备并网运行）或者孤岛（离网）模式，甚至操作人员将电网故意设置为孤岛模式，主电网能够自动将孤岛模式的微电网切换到并网模式，如图1所示。

图1 微电网管控系统工作状态切换图

为了确保操作结果正确，微电网管控系统首先必须确定微电网当前的操作模式，并且明确每种模式的具体控制逻辑，以适当的逻辑激活以获得所要求的目标。根据运作模式不同，在并行模式下系统目标是电能量的外部管制，无功功率平衡，最大化输出可再生能源；在孤岛（离网）模式下系统目标是调节微电网的频率和电压。

3 微电网管控系统的功能

3.1 微电网管控系统的主控功能

（1）控制检测：识别当前微电网的配置信息，并激活正确的控制逻辑（只涉及构成微电网中的元素）。

（2）防护管理：评估当前微电网配置下的短路电流，并优化继电器的断路阀值。

（3）可再生能源容量计算：计算当前气象等外界条件下，最大可再生能源可以提供的最大能源量。其主要利用历史天气及地理数据模型来对每个发电节点进行计算评估。

3.2 数据管理及安全性检查

（1）数据检验：通过关联不同的措施和状态（发电机/负载总和、验证输入的电流大小、模拟和数字数据等）之间的连贯性来进行数据检验。

（2）数据恢复和备份：当输入数据检测出错误时，系统会决定是否在测量值中取一个合理范围内的值进行备份，并参照历史数据进行对比恢复，一旦数据恢复不可用，某些功能模块就会被迫停止。

4 微电网管控系统的发展前景

微电网管控系统以保证用电连续性、可靠性为前提，对分布式电源、混合储能单元、负荷、大电网及微电网的当前数据和历史数据进行分析，继而对运行状态进行科学的评估和预测，根据微电网的不同运行模式选择不同的管理策略，制定出微电网的最优运行计划。

传统的微电网，使用以网管体系设备为主体的管理模式，网管服务器定时从设备抽取设备信息，并进行远程配置和采集。这样的模式实际上形成了一个信息孤岛，在大规模电网应用中就形成多级网管系统，集群的添加与变更不够灵活，信息采集后只作为实时监控的一部分，数据的二次利用率低，无法对潜在的问题进行预判。应用微电网管控系统后，信息孤岛问题将得以消除，数据管理和运行状态控制将更加方便。