微电网技术在智能型变电站中的运用

郑开心

摘要：本文简单的介绍微电网相关的原理，并以这些原理作为基础，根据智能变电站所拥有的特性，来设计一种智能化的微电网变电站。通过这种智能化的微电网变电站，可以达到减少建设投资且充分的利用资源的目的。除了可以将效益最大化，还可以巩固了整个系统的安全性和可靠性。可以说，智能化的微电网变电站是一种极具意义的用电系统。

关键词：微电网；智能变电站；用电系统

1、微电网技术简介

想要设计出一套功能强大的智能化微电网变电站，首先要对微电网技术有一定的了解。微电网技术最早是西方的学者提出来的，进入电气化时代以来，社会不断进步，人们对电能源的需求越来越大，如何满足大规模的用电需求，如何管理大规模的用电，如何提高能源的利用率，为了解决这一问题，微电网技术被人提出。虽然我国在微电网方面的起步较晚，可是随着国家的强盛，我国的微电网技术的发展速度十分迅猛，现已是微电网技术发展比较先进的国家之一。我国根据国情的特点，有目标的开展了很多微电网项目和试验机构，其中最有代表性的就是安徽的河沥变电站采用的微电网技术通过使用。这一举措意味着在未来我国的微电网技术将走向蓬勃的发展，成为我国供电行业的一项支柱型技术。

1.1微电网技术适配变电站

我们可以将微电网划分为四大结构，即负荷、通讯结构、储能结构和电网源结构。负荷又分为很多的种类，运用于智能化变电站的负荷主要指电动机的负荷和抗阻的负荷。而电网源有包含了光能发电、风力发电和地热能发电等多种发电方式。在通讯结构方面，微电网的有点在于它的通讯结构都相对完善，由三个部分控制，即中央控制器、负荷控制器和源控制器，三个层次的控制器相互配合调整，使得微电网技术的通讯十分有条理。

微电网技术根据电源类型的不同可以划分为直流、交流和混合式微电网。一般来讲，变电站和工厂所使用的电源是交流电，一些用于交流和控制的使用的是直流电。而微电网的作用就是将不同类型的电源相互转换，把光能发电、风能发电、地热发电获取的能源以直流电母为通道进行传输和转换，实现不同来源的电能和不同种类的电源需求得到快速的满足。在这一技术中，最为核心的一个原件就是直流母线，它的存在可以实现快速的电源转化，同时节省了很多的资金投入。

1.2微电网发电站的控制

微电网可以执行并网或是独立的运行两种不同的模式。在微电网执行并网运行的过程中，它的主要功能是解决电能的短缺问题，根据不同的用电情况适时的调节电压，在特殊情况下提供紧急用电。在这样的运行模式下，微电网的电压和频率是有主电网来提供的。一旦主电网出现问题，比如电能不足或是超负荷，微电网就会切断和主电网的连接，然后经过一个缓冲进入到独立运行模式。在独立运行模式中，维持负荷和电压稳点，保持输出这些工作都是由微电网来承担的，这就要求微电网有足够的条件保障自身的频率和电压达到稳定值。

1.3微电网发电站的控制模型

微电网的控制模型可以简单地划分为对等控制模型和主控制模型。对等控制模型就意味着每个控制器之间不存在等级之分，每个控制器各自执行自己的任务。相对应的主控制模型就有主次的划分。在主控制模型中，会有一个微电网院作为整个模型的主控制器，负责控制电压和频率的稳定，而其他的控制器则作为从控制器，协助主控制器进行运行工作。

2、智能化变电站的特性

首先，智能化变电站与一般的变电站不同点在于智能化变电站要具有信息数字化、网络信息传播、网络智能操作、全自动采集信息、全自动数据分析和设备监控与维护等功能。

其次，智能化变胆战的系统层次更加的复杂，由间隔层、过程曾和站控层三个层级共同组成。每个层次都有其相对应的设备和功能，各个区域分工合作相互配合，最终达到整个智能化点电站的全自动化运行。在三个层次中值得关注的是站控层，站控层中的很多辅助系统都可以运用到电网系统中去，这样一来，一部分系统就可以反复利用，给智能化变电站的建设节约了很多的成本。

2.1智能化变电站的负荷情况

智能化变电站对直流电的稳定性要求很高，由于智能化变电站电网系统的三个层次之间需要大量的信息传输，这需要使用大量的光缆作为传输的基础，传输过程中的很多操作都是需要电动进行操作，变电站内交流的负荷会变得很大。除了交流的负荷增大外，现在的智能化变电站采取的都是自动化监管，许多的控制器和照明通风设备都是自动化运行，这也加大了变电站的负荷，会对微电网执行孤网运行的交流带来一定的影响。

智能化变电站和传统的变电站不同点还在于智能化变电站多是楼层式结构，占地面积相对较小，对资源的利用也比较的充分，给能源的运用带来了方便。楼层式结构的建筑还可以在顶楼采取风力发电和太阳能发电，资源利用全面。

3、微电网技术在智能型变电站中的使用

智能化变电站把分布式的电源通过微电网链接到电网运行，通过电网和变电站之间相互的配合，充分发挥分布式电网的有点，节约设备和资金的同时充分的利用资源。

由于智能型变电站存在失电的可能性，当微电网执行孤网运行时就要承担起调控电网的频率，控制電压和调节负荷的功能。但是想要实现这种功能，就要求微电路有足够大的存储容量，然而微电网的存储容量是有限的，无法很好的满足恒电压、恒频率的要求，在这种情况下一般是采取下垂控制或者恒压恒频率控制。当一台分布式电源的频率超过指定值后，有下垂控制系统发出指令到下一个分布式电源。这样一来，在整个系统的总负荷不发生变化的情况下，系统的电压和频率就能够趋于稳定，达到平衡。除此之外，微电网技术可以整合不同种类的电源并能快速的将其进行转化，可以有效的解决变电站的兼容性问题。微电网的分布式电源，可以巧妙的实现系统中储能装置的互补，实现能源的充分利用。

总结

微电网技术在智能型变电站中发展运用，标示着我国微电网技术的成熟和我国电力产业的水平的提升，同时也说明我国电力行业的环保意识和能源的充分利用的意识提升，将微电网技术与智能型变电站想结合，可以在环保方面做出很大的贡献。在整个电力系统中，通过对微电网分布式电源进行系统集中的监管，可以大大挖掘电力系统的潜能，缓解电路的负荷，甚至可以及时的提供紧急用电。微电网技术和变电站之间相互协同作用，将技术与设备更好的结合，共同促进我国智能变电站的发展。这种将空间与资源充分利用的模式，可以大大提升变电站的性能，确保变电站安全、稳定、可靠的运行。