微电网能量管理系统概述

微电网能量管理系统概述

一、微电网能量组成

微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。

1.1 风能

风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008 年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005 年之间已经成长了四倍以上。

风能优点：

1.风能为洁净的能量来源。

2.风力发电是可再生能源，很环保。

3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。

4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电

机。

风能缺点：

1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。

2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴

建。

3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况

是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩

空气等储能技术发展。

1.2 光伏

光伏是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

光伏能量的来源由光伏板组件，它是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

光伏优点：

1.普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都

处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

2.无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越

严重的今天，这一点是极其宝贵的。

3.巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130 万亿吨煤，其总量属现今

世界上可以开发的最大能源。

4.长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球

的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

光伏缺点：

1.分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说

来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最

大，在垂直于太阳光方向1 平方米面积上接收到的太阳能平均有1000W 左右；

若按全年日夜平均，则只有200W 左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有

1/5 左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的

转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

2.不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、

阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又

是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳

定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄

能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目

前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

3.效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术

上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经

济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

1.3 柴油发电机

柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用

蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖

车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。

柴油发电优点：

1.燃油经济、热效高、工况变化时，燃油消耗率曲线变化比较平坦，低负荷下也经

济。

2.工作可靠、耐久。

3.因为没有点火系统，故障低。

4.使用范围广。有害排放物较低。