微电网规划设计关键技术分析与展望

微电网规划设计关键技术分析与展望
摘要:微电网由于其具有降低能耗以及供电可靠等多方面的优势进而有着相当大的发展潜力，其作为小型的发电以及配电系统不但能够应用于城镇大都市同时也能应用于偏远的地区并且能够很好的和电网并网使用。

与传统的电网规划相比较微电网更显得复杂而且存在诸多的不确定因素，其中尤以当下其运行成本过高、相关技术以及标准的缺乏导致市场上的微电网机制不够成熟为主，所以如何加强对微电网技术的规划具有重要的意义。

关键词：微电网；规划设计；关键技术；展望
1微电网及其组网方式
1.1微电网概念
微电网是相对传统配电网提出的一个概念，世界各国对于微电网的定义有所不同。

我国对微电网定义为:由分布式发电单元、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成(必要时含储能装置)，是一个能够基本实现内部电力电量平衡的小型供用电系统。

微电网在结构上通常是一种小型发配电系统，由分布式电源(distributedgeneration，DG)、变流器、储能装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成。

相较于传统电网，微电网具有设备类型繁多、运行方式灵活的特点。

微电网可运行在并网和孤岛2种模式，并能实现无缝切换，通过单点接入主网，具有“即插即用”功能。

1.2微电网组网方式分析
1.2.1适于分布式电源接入的并网型微电网
分布式电源的接入改变了配电网单一、辐射状的网络结构，其大规模应用将对电网规划、控制保护、供电安全、电能质量、调度管理等方面带来诸多影响。

当局部地区的分布式发电规模较大，对现有配电网运行控制造成较大影响时，可以考虑通过改造形成微电网，提升可再生能源发电的消纳能力。

结合地区资源特性，当光伏发电高渗透率接入导致弃光运行时，可以采用“光+储”的微电网典型组网方式，通过储能调节提高光伏发电的接入和消纳能力。

另外，风电接入地区还可以采用“风+光+储能”的微电网典型组网方式，储能用于平滑发电功率波动。

适于分布式电源接入的并网型微电网在规划阶段需要特别加强与当地分布式电源发展规划的协调，以微电网技术为载体，通过对原有配电网的改造实现分布式电源的接入与消纳。

1.2.2适于多能源综合供给的并网型微电网
在同时具有冷、热、电需求的园区(工商业、公共服务、居民)通过建设分布式多联供发电设施并配以光伏、风电等可再生能源形成多能源微电网(多联供+风+光模式)，可以满足用户多种能源需求目标，使冷、热、电输出得到充分消纳，同时提高能源综合利用率。

该类型微电网通常并网运行，与外部进行少量电力交换以满足用户电力需求，在特殊情况下也能够独立运行，保证重要用户供能。

这类微电网以分布式多联供发电为核心，在设计建设中需要充分考虑用户的冷、热、电需求及输送能力。

由于冷热能源的传输距离及损耗限制，需要优化配置分布式多联供发电的容量与空间布局，达到就地消纳、减少损失的目标;同时，在规划设计阶段需要协调电力系统与热力管网的统一规划，充分利用原有管线廊道，减少拆建工程投资，达到合理利用已有资源，提高综合能效的目的。

1.2.3适用于远离主网的独立型微电网
对于农牧地区、偏远山区以及海岛地区，采用大电网延伸供电投资大、负荷
用电量较小、整体经济性差。

应根据资源情况在这些偏远地区因地制宜发展小型
风电、光伏发电、小水电等分布式可再生能源，配置必要的储能，采用微电网技
术组成独立供电系统，弥补大电网集中式供电的局限性，解决这些地区的缺电和
无电问题。

可发展风、光、水、柴、储的供电模式，将多种发电资源充分利用并
合理搭配，提高这些地区的供电可靠性。

在运行中优先利用可再生能源发电，在
特殊情况下启动柴油发电机组维持系统稳定，保障重要负荷供电。

该类微电网的
供电形式可以灵活多样，根据负荷情况采用交流或交直流混合供电，可采用多微
网组网方式。

独立型微电网在规划阶段需要深入了解当地发展定位与长远规划，
分析用户电力需求的趋势，在确定系统方案时应保障前瞻性和扩展性。

2微电网规划设计关键技术展望
2.1微电网－配电网协同规划
(1)开展微电网与配电网适应性评估方法及提升策略研究。

针对典型微电网负
荷形态及外特性，研究建立考虑故障恢复、网络重构、电压调节等因素的微电网
仿真计算模型。

研究考虑故障处理策略的配电网及微电网可靠性评估技术，探索
配电网及微电网可靠性评估方法，提出计及微电网贡献的配电网可靠性提升策略。

研究微电网电压无功调节特性，建立计及典型微电网特性和不同渗透水平的配电
网电压无功优化模型，提出考虑投资成本和运行经济性并计及微电网电压调节能
力的无功优化配置方案。

探索以可靠性和电压质量为约束，以经济性最优为目标
的微电网接纳能力评估方法，对影响接纳能力的因素进行灵敏度分析，提出微电
网接纳能力的提升策略。

(2)开展微电网与配电网协同规划技术原则及典型供电模
式研究。

考虑微电网类型和规模、运行控制模式、渗透水平和供电可靠性需求等
因素，探索电网供电区域划分原则与划分标准，差异化指导微电网－配电网协同
规划建设。

以提高供电可靠性、电能质量、设备资产利用率以及投资经济性为目标，研究涵盖网架结构、设备选型、配电自动化、通信配置及运行控制等因素的
微电网－配电网协同规划技术原则，并优化适应于不同类型微电网的配电网典型
供电模式，提高配电网与微电网整体性能。

2.2微电网群分层分区规划设计
(1)微电网分层分区方法研究。

应考虑电压类型、电压等级、拓扑结构、供电
范围、运行模式、调控手段等因素，开展微电网群分层分区原则与方法研究。

各
分区内分布式电源、储能应有足够的调节能力，分区内分布式电源特性及调节手
段相近。

分层分区方法应综合考虑微电网内电源种类、渗透水平、调节手段以及
供电可靠性要求等因素。

分区方法可以采取聚类方法或规则式方法，聚类方法主
要根据元件特性进行划分，如分布式电源出力特性、电气距离、运行方式等;规则式方法则根据所在电网结构进行划分，逻辑关系清晰、规则制定灵活。

实际操作
中应以规则式分区为主，辅以聚类方法。

(2)区域资源优化配置策略及评估技术研究。

以运行成本、可再生能源利用率等指标为目标函数建立子微电网的优化配置
模型，满足区域自治、功率平衡、新能源消纳及接口特性的配置方案。

在分区配
置的基础上，需进行区域资源评估，从运行方式、出力特性、调节特性、响应速度、电压灵敏度等方面评估区域内子微电网调控能力，保证区域自律和均衡性要求。

(3)微电网群分层分区联合规划策略研究。

考虑子微电网的输出外特性，以微
电网群所在区域的电能质量、供电可靠性、线路网损等为目标，构建微电网群的
优化规划模型，并对子区域模型进行修正，得到满足微电网群自治运行与协同优
化目标的联合优化配置方案。

结论
综合上述我们可以知道基于供电可靠性下来对做好微电网的规划研究具有十分重要的意义。

但是由于当下我国微电网的技术研究并不够深入，而且微电网系统还具有运行成本高、经验不足等一系列问题进而会导致我国相关技术人员面临一系列的挑战。

所以如何合理并且科学地进行微电网规划对于合理的微电网规划有着极其重要的意义。

参考文献:
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