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。

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。

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。

5.防火安全性好。

1.4生物质

生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

1.5电网

联系发电和用电的设施和设备的统称。属于输送和分配电能的中间环节，它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。通常把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。简称电网。

二、微电网负载组成

2.1负载概述

负载是指连接在电路中的电源两端的电子元件。电路中不应没有负载而直接把电源两极相连，此连接称为短路。常用的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。不消耗功率的元件，如电容，也可接上去，但此情况为断路。把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。电动机能把电能转换成机械能，电阻能把电能转换成热能，电灯泡能把电能转换成热能和光能，扬声器能把电能转换成声能。电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。晶体三极管对于前面的信号