探究智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战

牛亚琳 付甲豪

【摘要】：由于全球能源危机的爆发，我国产生了电能利用紧缺的问题。而分布式可再生能源发电的出现，凭借着便于用户直接利用和多能互补等方面的优势，获取了很大的关注度。依靠智能微网的形式，使其被有效接入至配电网当中，保证电网正常的运行。本文通过分析智能微网在分布式能源接入当中的作用，同时说明了智能微网在分布式能源接入中涉及到的技术与挑战。该研究以分析智能微网在分布式能源接入中的作用和挑战作为主要的目的，进而增强智能微网在分布式能源接入当中的应用效果。

【关键词】：智能电网 微网 分布式能源

前言：近些年来，我国的经济水平虽然得到了很大地提升，不过随之而来的却是巨大的能源需求量。分布式可再生能源发电自从出现之后，便被有效运用，并发挥出良好的效果。实际上，通过将分布式可再生能源接入到配电网当中，其所形成的波动与间歇性情况，将带给配电网的正常运作很大的干扰与影响，致使电力系统的运行失去了安全保障，与此同时，由于分布式能源发电的接入，还会使整个电力系统处于无法管控的状态之下，进而影响分布式可再生能源在电力系统当中的作用发挥。鉴于此，系统探讨和分析智能微网在分布式能源接入中的作用和挑战显得尤为必要，具有重要的研究意义与实践价值。

一、智能微网在分布式能源接入当中的作用分析

所谓智能微网，主要针对的为包含了分布式能源、负荷、相关能量变换设备、 监测以及保护设施的一种智能化配电系统，其规模较小，可以达到对自身管控的效果。对于智能微网而言，涵盖了以储能、光伏及负荷组成的小型微网；以光伏、风力及储能等组成的不同类型装置微网；基于相应技术下的分布式电源与微网组成的公共微网等。显然，智能微网能视为一种电力系统，拥有完善的发电与配电功能作用，能够完成配电网中的能量调整。在智能微网中，智能化、灵活性等优势特征十分显著。通过将智能微网接入到分布式能源当中，能够确保运用的高效性，同时也处理了多元化、巨大数量的分布式能源无缝接入的难题，充分发挥出对能量的管控作用，使电力系统运作工作人员的调度难度减小，让可再生能源的接入水平获得一定的提高【1】。

二、智能微网在分布式能源接入中涉及到的技术与挑战说明

（一）注重微网运作的管控和保护处理

第一，应该重视电压与频率方面的稳定性管控。通常情况下，可再生能源出现离网、并网以及波动的情况，均将导致微网电压出现改变。并且大部分的可再生能源均是电力电子设施并网的形式，由此使系统的惯性出现较小的情况，处于离网运作的状态之下，产生的频率会形成飞快的变动，所以，对于微网当中的分布式电源运作管控来说，只有确保电力系统能够处于各个类型的运作形式下获得较为稳定的电压与频率，才能达到最佳的运行效果。

第二，处于故障状态之下的运作方式可以实现无缝切换处理。一些智能微网拥有不同的运作形式，即联网与独立运作的方式，应该做好不同种类分布式可再生能源接人的微网故障检修工作，完成相应内部与外部故障数据的自动化解列与无缝切换处理，以便发挥出智能微网的良好作用【2】。

第三，做好架构的保护工作。从当前国内外在微网架构保护方面的研究与实践情况来看，主要涵盖了以下几类不同的方式：即对等管控、分层管控以及主从管控等不同的方式。实际上，目前很多分布式可再生能源，比如：常见的风电、光伏等相应的并网逆变器装置与有关技术的应用程度并不高，无法达到智能微网运作灵活性的规定，所以，有待后续的进一步改进和优化处理。

（二）做好微网能量调整和优化管控工作

通常情况下，在智能微网当中，实现了不同类型能源输入、不同类型产品的输出以及不同类型能源转换单元的集成处理，使得智能微网当中能量的时变性与不确定性更加明显，要求科学的调控方式予以管控，以便达到智能微网当中能量管控和经济调度的协调，让智能微网总体的运作效率获得提高。一般来说，在智能微网能量管控系统当中，包含了集中调度与分散管控等不同的形式。其中，前者涵盖了上层中央能量管控系统、底端分布式电源以及负荷等不同的管控器设施构成，两层间实现了双向通讯[3]。而对于后者来说，调控智能微网的能量，依靠有关分散设备层管控器装置实现，其中不同设备层管控器装置的功能体现在和智能微网当中的别类设施的协同合作，使得智能微网的运行效率变得更加高效。虽然集中调度方式在技术运用方面拥有一定的实践经验，不过在对智能微网运作的优化方面依然具备极大的潜能。

（三）加大对微网电能的质量监测和治理力度

对于智能微网来说，无论是间歇型电源的反复启停，还是其输出功率的不断改变，均对用户造成很大的电压变化与闪变等方面的影响，出现相应的电能质量不足。运用在智能微网当中的电源，一般运用的为电力电子技术，其会形成严重的谐波污染现象；而单相分布式电源与单相负荷的产生，则加剧了电力系统的三相失衡情况。从当前的情况来看，进行智能微网电能质量的治理技术涵盖了静止无功补偿装置与无源滤波器等设施。当较高性能的电力电子元件的诞生，再加上网络信息技术、微处理技术等技术的不断进步，必将会达到不同用户的相应需要，使电能质量的治理水平得到更大地提升。

结论：从此次论文的阐述和分析当中，不难看出，系统探讨和分析智能微网在分布式能源接入中的作用和挑战显得尤为必要，具有重要的研究意义与实践价值。本文通过分析智能微网在分布式能源接入当中的作用，同时说明了智能微网在分布式能源接入中涉及到的技术与挑战：注重微网运作的管控和保护处理、做好微网能量调整和优化管控工作、加大对微网电能的质量监测和治理力度。希望此次研究的内容和结果，能够获取相关配电网运行管理人员的关注与重视，并且从中得到相应的启发和帮助，以便充分发挥出智能微网在分布式能源接入当中的良好作用，推动我国智能微网建设事业的不断前进与进步。

【参考文献】：

【1】王成山，王守相.智能微网在分布式能源接入中的作用与挑战[J].中国科学院院刊，2018，35（22）：125-128.

【2】刘惠萍.区域分布式能源的智能微网能源管理[J].电力与能源，2017，33（15）：414-417.

【3】陈燿圣，楊苹，曾智基，etal.考虑微电网运行域的配电网分布式能源规划[J].电力系统自动化，2019，38（23）：283-291.