供电可靠性下的微电网规划研究

张志

摘 要：通过微电网应对负荷增长，微电网具有降低能耗以及提高电力的可靠性的特点。微电网具有广阔的发展潜力。目前，很多国家不但对微电网技术进行研究以及开发，而且已经建立许多微电网的测试平台。我国的微电网技术研究取得相当大的成果。此外，国际研讨以及交流为微电网技术的发展起到推动作用。然而，微电网的监控技术以及微电网对电网支撑存在相当多的问题。因此，微电网技术需要相关技术人员进一步加以研究。

关键词：供电可靠性；微电网；规划研究

0 引言

微电网可以看成小型的发电以及配电系统，微电网不但能够应用在比较偏僻的地区进行独立运作，而且可以接入大型电网并网运行。微电网的规划应当结合电网技术、当地资源以及经济效益进行分析。与传统电网相比，微电网的建筑更加复杂。此外，微电网规划过程中存在许多不确定因素，尤其目前微电网运行成本过高、技术缺乏、标准缺失、市场机制不健全以及相关经验不足等，因此，对微电网技术规划研究具有十分重要的意义。

1 微电网概念

微电网是指规模小以及分散的电力系统。微电网采用现代电力技术，将燃料电池、燃气轮机、光伏发电、风电以及储能等设备组合在一起使用。一般来讲，微电网可以看作是电网的可控单元。能够满足配电网络需求；对于用户来讲，微电网能够满足用户的特定需求，如降低馈线损耗、增加电网可靠性以及保持电压稳定。微电网还可利用余热提高能量使用效率以及保障不断电等优势。此外，微电网以及大电网之间通过相关设备进行能量交换，从而保障供电可靠性。

2 微电网系统规划

微电网系统的科学规划设计有利于降低电力系统运行成本。通过微电网系统能够提高社会资本用于电力系统的积极性，不但具有科学意义，而且具有相当大经济价值。微电网系统规划设计主要根据用电需求以及电力网络状况，从而确定电力系统建设方案。微电网系统规划促使电力系统运行费用减少。微电网系统规划研究的主要内容包括储能装置以及分布式电源容量的规划。首先，从供需关系角度对微电网系统进行优化设计；其次，从最优路径以及电网结构等方面对微电网系统进行优化规划；最后，已经建立电网的地区，应当根据当地资源重点进行规划，在保障能源需求前提下，合理地设计电力供能系统。此外，相关的无电区域，应当采取联合优化规划措施。

3 微电网系统的能量管理以及控制策略

从电源分布的角度，微电网的能量管理主要包括恒压控制、恒功率控制以及下垂控制。从微电网能量管理策略以及控制策略的角度分析，相关技术人员提出了合储能协调方法。主要研究内容是保障电池长久运行以及多种能源之间互相协调。这有利于节约电池成本，从而增加经济效益。

3.1 功能系统控制策略

微电网系统中，选取供能系统控制策略主要取决于本地的可再生资源以及燃料费用等情况。运行控制策略有效地降低了微电网系统的建立以及运行成本。此外，通过高仿真软件，微电网系统能量管理以及控制具有多种方案，如美国HYBRD软件针对微电网系统制定出多种能量管理以及控制策略，主要可以归纳为两类：首先，柴油发电机主要功能是负荷跟随，电池处于浮充状态，从而作为微电网系统备用；其次，柴油发电机以及电池轮番使用满足微电网系统的净负荷需求。

3.2 能量管理策略

现阶段的微电网系统规划应当研究微电网系统的能量管理策略。微电网系统分布式电源相对独立又具有耦合关系，因此，應当注重各种能源以及设备的协调关系，并对各种能源以及设备进行合理科学的分配，从而实现多种能源综合利用的效果。例如，对柴油发电机以及电池管理应当应用多种运行策略。根据柴油发电机的发电成本以及储能电池充放电的成本，从而确定柴油发电机以及储能电池的优先权。选择性价比高的能量管理策略从而增加经济效益，节约用电成本。运用类似方法，柴油发电机、电解水制氢、光伏发电、电化学电池以及风力发电微电网系统，按照成本原则进行设备组合，均可以起到节约成本以及提高经济效益的效果。如图1所示。

4 微电网系统规划研究

4.1 微电网多目标规划方法的研究

微电网系统各子单元不但保障能源供给而且存在耦合关系。首先，重点研究微电网系统中的能量管理，根据用户的能源需求、市场环境以及可再生资源进行规划；其次，研究多种供能单元的多目规划；最后，研究数学规划理论进行合理的微电网系统规划。

4.2 微电网评估方法以及措施研究

微电网系统网架结构、故障类型、运行方式以及能量管理策略保障了微电网系统供电可靠性。因此，应当对规划做出具体评估并且采取相应措施进行完善。首先，重点研究可再生能源、负荷需求以及储能系统的运行方式；其次；对可再生能源设备采取调整功率等策略保障供电可靠性。

4.3 微电网系统联合规划研究

微电网系统规划应当满足可靠性指标、负荷需求以及网络运行，选择最佳决策变量。因此，应当开展以电源规划以及电网规划组合而成的联合规划。微电网系统联合规划主要包括网架规划以及接入容量优化。由于微电网系统求解复杂，因此主要采取多层规划方法，通过规划模型转化为容易解决的子问题，从而有效降低解题难度。

5 结语

综合上述，供电可靠性下的微电网规划研究具有十分重要的意义。由于目前我国的微电网技术研究并不深入，微电网系统运行成本高、经验不足等导致我国相关技术人员面临一系列挑战。因此，合理科学地进行微电网规划能够保障微电网用最低成本创造最大价值。研究合理的微电网规划有助于微电网建设。

参考文献

[1]徐迅，高蓉，管必萍，等.微电网规划研究综述[J].电网与清洁能源，2012，（7）：25-30.

（作者单位：国网四川省电力公司宜宾供电公司）