微电网系统规划设计探讨

黄志强

摘  要：微电网系统能够支持新能源的使用，从而实现电力系统的低碳环保运行，对此就需要对微电网进行科学地规划与设计。实际的规划要从各种变化性因素、干扰性因素入手，深入剖析微电网介入对配网规划带来的影响，从而提供微电网与配网协调规划发展的思路，提出层次分明的规划设计理念，从而控制规划成本。文章分析了微电网系统的特征、分类以及规划设计方案。

关键词：微电网系统;特征;规划设计

中图分类号：TM715 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）25-0103-02

Abstract： The microgrid system can support the use of new energy， so as to realize the low-carbon environmental protection operation of the power system， so it is necessary to plan and design the microgrid scientifically. The actual planning should start with various variability factors and interference factors， deeply analyze the impact of microgrid intervention on distribution network planning， so as to provide ideas for the coordinated planning and development of microgrid and distribution network， and put forward a hierarchical planning and design concept， in order to control the planning cost. In this paper， the characteristics， classification and planning and design scheme of microgrid system are analyzed.

Keywords： microgrid system; characteristics; planning and design

前言

不同于普通的配電网，微电网涉及源、网、荷、储等多方面，其规划、设计要从多个角度全面衡量，要实现各类能源的充分利用与全面开发与优化配置，可以说微电网的规划相对复杂化、多元化，随着微电网应用规模的持续扩大，微电网系统的规划设计方式也应逐渐朝着完善方向发展。

1 微电网系统的特征与分类

随着社会经济的发展，电力供应任务日益繁重，电网得到了大规模地建设与拓展，对此如何提高供电质量、缩小供电距离、确保安全、稳定、持续地供电，正在逐渐变成电力企业急切面对的关键问题，对此可以尝试微电网系统的应用，不仅可以控制分布式控制器的使用，排除其弊端，也能提高对电网的控制水平，特别是微电网的暂态控制，能够借助就地控制器、分布式电源等来达到高效控制的目的，以此来优化电网的安全水平。目前微电网通常包括交流微电网、直流微电网以及交直混合微电网等，按电压等级分主要为中压配电支线微电网和低压微电网。其中低压微电网整体规模小，通常适合于电力或能源用户。而直流微电网相比交流微电网则具有更为高效接纳分布式新能源和储能负荷供电的优势。

微电网系统的规划优化设计是整个微电网系统建设的核心技术，其系统的规划水平直接影响到微电网是否能够安全、平稳、高效地运行，从而极大地影响到相关用户的安全、可持续发展。和以往的电网建设对比起来，微电网系统实际工作过程相对复杂，具体包括多种能源形式、能源调度等。如果微电网系统的规划与设计难以达到规定的标准和规范，既影响到微电网的运行效益，更可能威胁到大电网系统的运行安全。对此必须科学地规划、分配与安排微电网容量、结构等，从而最大程度上控制其运行成本，维护电网的安全、平稳运行。微电网规划与设计时期，由于可再生能源具有不定性，很容易影响到规划设计的进程，而且微电网系统通常有着相对复杂的运行模式，不同的能源都将参与其中，为了保证配网的高效、稳定工作，则要对微电网的规划设计实施高度的优化。

2 微电网系统规划设计

2.1 微电网-配电网协同规划

微电网的使用会对配电网形成有源负荷，二者的协同规划，才能从整体上打造出高质量、高水平的电网系统。

（1）微电网和配电网相互适应性发展。根据当前微电网负荷的结构、特征来对应创建微电网方针计算模型，其中涵盖：故障恢复、网络重构相关因素，对应探究故障处理策略的配网与微网安全评价方法，对应提供支持威望优化又能确保配网质量的优化策略。分析微电网电压无功调整的特点，创建一个配网电压无功优化模型，最终形成一套无功优化配置方案，方案中顾及到投资成本、运行经济性、微电网电压调节能力等重要项目，逐步研究出提高微电网接纳能力的评估方法，其中要深入剖析影响微电网接纳能力的有关因素。

（2）微电网与配电网协同规划的原则。根据微电网的类别、大小、渗透水平、供电是否安全等来总结出电网供电区域的规划标准与准则，从而结合具体实际来指导微电网-配电网的协同规划，从而全面提高供电服务水平，确保安全稳定供电，提高电能质量，节省投资成本，对应分析网架结构、设备选型、通讯装配等重要原则，从而妥善地适应各类微电网的供电模式，全面优化配网与微网性能。

2.2 微电网群分层分区规划设计

未来的微电网不会孤立存在，而是朝着若干微电网群方向发展，相互间能够联通、供电。微电网群也将采取各种这样的组网模式、运行方法、复杂的耦合关系。实际的微电网群从设计到运行、再到控制都要本着逐层次、逐区域协调又孤立的原则，而且要考虑到资源的优化配置、方便电网控制等关键因素，对微电网群规划目标进行层层分解，各个区域合作规划对应设计分支任务，各个层次、区域间的规划也需要彼此独立，也要以同样的设计目标来彼此联系起来。这种逐层次、逐区域的规划方式能最大程度地让微网规划简单化，同时方便创建起充分利用各种资源，控制层次分明的系统构造。

（1）分区分层的方法。实际的微电网逐层次、逐区域划分要从电压的种类、等级、调控方式、供电服务范围等方面加以剖析，不同区域内各类电源、储能等都要达到一定调控能力，统一区域内部的电源与调控方式要大致相同，而且能彼此间协调适应。分层分区法要全面照顾到微电网中电源的类别、渗透程度、供电水平等，一般选择聚类法进行科学分区，具体就是参照元件的特征、性质来区别性分类，例如：结合分布式电源所处的电网结构来对应规划其电气距离、运行模式、出力特点等，使对应的逻辑关系简明化，也能更灵活地制定相关控制规则，现实操作过程中也要尽量规则地规划区域。

（2）区域资源优化配置。以目标函数创建微电网优化配置模型，从而达到不同区域的独立运行，逐个区域配置的前提下，也要对区域内的资源进行评估，具体则要从其运行模式、调节特点、响应速度等来科学地评估，通过评估能够明确分支微电网的调控水平，进而确保整个区域范围内的均衡性。

2.3 微电网的模块化设计

微电网模块化设计能有效地克服传统的定制化设计的弊端，模块化设计推动着“微电网建设”向“微电网配置”方向发展，让设计方案科学、合理、适应性强。所谓模块化设计就是集中探究微电网的基本模块规划、相关功能划分，具体的设计方案如图1所示。

（1）基本模塊与功能划分。设置能够适应不同类别微网的基本模块，逐个类别剖析，才能达到模块化设计。还要重点分析电压等级、控制方法等对微电网基本模块的影响，可以让有着类似功能的模块成为基本单元，对其功能、性质、参数等加以定义，创建微电网基本模块库。

（2）微电网模块化结构设计与模块组合配置。根据各类微电网的运用环境，深入剖析模块组合是否科学合理，并研究出模块控制的科学性、合理性，对应分析出以模块成本、系统稳定程度为根本目标的模块优化组合方式。

（3）微电网模块化典型设计。根据投资量、建设时间、检修成本等的差异来针对性对微电网模块进行典型设计，使之有效适应各类运行模式与功能需要，具体的典型设计内容包括：接入电压的等级、保护的配置等，这样才能让微电网的设计达到模块高度集成、便于使用等优势特点。微电网模块化设计能够推动微电网功能模块朝着高度科学化、标准化方向发展，而且可以凭借客观采购、大规模地生成来实现，这样不仅控制了工程的设计难度，也降低了工程施工成本，加快了工程建设进度。

3 结束语

微电网系统的规划设计模式应本着趋利避害、支持配网系统的发展的原则，可以选择微电网与配网协同发展的规划模式，也可以实行分区分层规划，或者采用模块化规划方法，这样才能真正支持和促进微电网系统的规划设计，实现微电网规划设计的良性发展。

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