微电网技术在主动配电网中的应用研究

是建新

国家能源集团宁夏电力公司，宁夏银川，750411

0 引言

随着我国当前的发展速度越来越快，人们对电能发展质量的要求也越来越严格，所以在当前的发展情况下，必须要不断地将一些分布式能源接入到电网中。因此，传统的电子单向无缘配电网已经无法满足当前时代发展的需求，所以就必须要进行适当的改进。为了确保电力系统的能源利用率，可以对电力网的输入情况进行有效的分析。比如说在当前的环境下，电力网一般都会采取电力双向传输的过程，内部有主动控制、储能装置等优化的分布式能源配电网。一般来说，微电网主要控制的是系统、负荷、储能设备，能够迅速实现储能设备的调控，也就是能够做到即插即用。但是如果在常态时连接的电网中，如果主电网出现了故障，或者是主电网中的电源已经断开，系统就会自动断开主网，使其他电能发展的运行保持良好，除此之外，当地的能源运行情况也不会受到影响。所以在整个微电网的发展过程中，一直是作为一个单独可控的单元进行发展，通过这种主动接入配电网的方式，有效推动当前电力事业的发展。

1 微电网技术的概念及其特点

首先在介绍微电网技术的概念前，必须要了解到电网的一个基本性质。那就是，电网的发展容易受到当地的经济环境、社会环境以及自然环境的影响，所以电网的整体发展就呈现出了一种非常复杂的情况。这个发展状况与当地的社会环境以及人文环境是相匹配的，所以微电网技术一直没有一个准确具体的发展概念。但是落实到我国的具体发展情况上来说，我国国内的学者根据当前我国的实际发展情况，让微电网看做成一种独立可控的特殊网络结构，在当前使用的过程中，可以将一些绿色的清洁资源转化成为微电源，并根据当前的实际用电情况有针对性地调整，集中调配各种能源，满足当前我国社会发展的整体需要。

而就目前我国微电网技术的发展来看，微电网的特点很多，但却有三个非常基本的特点。第一个特点就是，微电网技术在与大电网技术进行连接时，往往会采取单点接入的方式。这种连接方式能够有效发挥电网内部各装置的系统作用，不断提高能源运作的效率，同时还能够不断降低损耗，提高能源的利用率。第二个特点就是，在不同的应用模式下，电网的作用会发生变化。比如说在运行的过程中，通过对电能供给的调查，能够发现当前电能不仅依靠于主电网，同样也会依靠一些微电网的供给。而微电网中又具有一个非常重要的特点，那就是根据实际的情况，调整电能的作用。比如说在微电网的控制下，当电能出现故障时，会立刻将有故障的电路断开，这样能够保证其他电路的有效运行。第三个特点就是，微电网的使用惯性相对比较小，但整体的工作效率却非常高。通过对当前电网实际教学工作的调查，一般在使用的过程中，电网是不会出现使用惯性的，即使是在使用的过程中出现了其他电路电网负荷较大的问题，微电网也会自动对其他情况进行调整，利用其他电网的电路进行有效的补充，来增加电网运行的稳定性[1]。

2 主动配电网的微电网框架分析

在了解主动配电网的微电网框架前，首先可以了解一下主动配电网的基本概念。一般来说，主动配电网是相对于传统的单向电力传输网而言。两者在比较的过程中有非常大的不同，主动配电网能够有效地对电荷的分布进行协调和管理，而对于传统的单向电力传输而言，只能满足当前电荷传输的需要。而当前我国社会发展已经进入了一个新形势，传统的单向电力传输网已经无法满足当前发展的需要。而在当前的过程中，主动配电网利用单点接入的模式，能够有效利用计算机系统，对当前的发展进行有效协调，从而充分发挥整个配电网系统的整体价值[2]。

3 微电网接入主动配电网的控制方案

当前我国微电网的发展已经进入了一个新局面，所以也有越来越多的微电网主动接入到了主动配置网中。所以在这种情况下，微电网在使用过程中的分布特性和使用率都越来越明显。试想一下，如果在一块范围相对较广的区域，要如何利用微电网控制整个网群的发展呢？一般在这种情况下，主要有三种不同的控制方式，集中控制式，集中—分散式控制，分布式控制。下面分别介绍这三种控制方式的不同特点。

首先对于集中控制式来说，通过结构图，如图1所示，能够明显地看出，主动控制网的配电中心直接掌握了整个微电网的完整信息，在整个系统中处于一种主体地位。虽然能够有效地进行能源调整，但同样也带来了一定的问题，因为主动控制网的配电中心占据了过大的主导权，所以在实际应用的过程中无法采取更加灵活多变的控制手段。而随着我国经济以及电力能源的不断发展，数据信息和运算量也会变得更加复杂，也就会对控制中心提出更高的标准。然而在这种情况下，它的控制性和兼容性都很难有效地得到实现。

图1 集中式控制图

对于集中—分散式的控制来说，通过结构图能够发现在控制结构中，共有两个不同的控制中心，分别是微电网控制中心和主动控电网的配电中心。这两个控制中心处于同一个平层，也就意味着这两个控制中心之间是平等的。而在应用的过程中，微电网控制中心负责微电网系统，将信息进行有效的整合。在整个系统中，通过这样的方式能够有效将任务进行分解。相比于第一种集中控制式的方式来说，这种方式能够有效将一部分权力分散给微电网控制信息中心，避免出现数据拥堵的情况，具有非常好的实时性和延展性。

对于分布式控制来说，通过图形结构能够看出，在这个结构系统中，只有一个主动配电网控制中心，但却有五个微电网控制中心，而这五个微电网控制中心又分别对应五个微电网。也就是说，对于这个系统来说，这种控制方式既是主动的，也是被动的。它既不需要完全依赖于配电网控制中心，使整个控制变得更加灵活，效率变得更高。同时在这个结构中，微电网控制中心协同运行，即使微电网控制中心出现了故障，也不会对整个系统造成特别大的影响，有非常大的可靠性。

每一种控制方式都有自身的优缺点，这三种控制方式并没有优劣之分，所以在选择的过程中，可以根据当前电网的实际情况，选择合适的控制方式[3]。

4 主动配电网中微电网技术优势的应用分析

在当前的实际发展中，发现有大量的分布式电源接入到了配电网中，也许配电网的运营管理以及配电模式发生了极大的变化。而在这种情况下，分布式电源的随机性和波动性都会对整个电网的发展带来更多的新问题，如说潮流的随机变化，电压的无规律性变化等。所以在这种情况下，必须要不断提高主动配电网对分布式电源的接纳能力，并利用微电网技术整合各种分布式电源，不断增强主动式配电网的实用性，推动当前电网的全面发展[4]。

4.1 提升了分布式能源的利用率

利用微电网技术，整合不同种类的分布式电源的不同特点，使其不断发挥出各自的优越性，从而解决容易出现的拓展和兼容问题。将微电网技术应用在主动配电网中，能够对功率的双向流动进行有效的控制。在这种情况下，能够有效提升分布式能源的利用率，用最短的时间、最少的能源完成最多的任务。比如说从微电网系统内部的可控电源来看，在研究的过程中首先就需要保障用户的基本用电能力，并对微电网的基本能量管理体系进行分析，利用网络对电能的实际使用进行有效的分析后，可以将多余的电能配送给其他的一些大电网，从而使整个系统的发展变得更加和谐。通过上述的介绍能够了解到，当前的微电网技术大幅度提高了主动配电网对常规能源和新电源的利用效率，有效提升了分布式能源的利用率[5]。

4.2 促进了配网质量的进一步提高

由于在当前的主动配电网中，存在着大量的分布式电源和各类的储能装置，这些也就在一定程度上加重了当前主动配电网的负担和压力。所以这也就带来了一些电压分布的复杂变化，严重影响到了当前主动配电网的质量和稳定性。通过对电网中的电抗与电阻值的分析，发现这两组数值相对来说比较接近。这也就意味着，在当前的分布式电源中，有功功率和无功功率并不会对电压造成太大的影响。相反，电压的稳定性反而受到了分布式电源的分散性、随机波动性等的影响。而在当前，微电网技术的发展也为整体的并列技术提供了更好的技术支持。利用微电网技术，有效地解决当前配网质量中出现的问题，尤其是电网电压不稳定等问题。举一个例子，比如说以微电网的平滑切换技术为例，在使用的过程中就能够有效缓解传统技术带来的不利影响，能够不断提高电压的质量，保证电压运行过程中的稳定性，给当前人民的生活带来更多的便捷[6]。

4.3 为主动配网运行管理提供了便利

做好微电网各群体之间相互协调和技术支持，是相对来说比较困难的一件事。就目前我国的发展研究情况来看，这种情况并没有得到有效的解决。尤其是在供电的过程中，必须要保证不间断供电，为用户提供实时的电价信息，都是非常困难的一个过程。所以在这种情况下必须要利用微电网进行分布式电源的整合，通过这种方式，能够不断解决传统配网运行过程中的问题，尤其是将一些复杂的问题变得更加简单，也减少了当前技术人员的学习难度。同时，微电网系统也给主动配电网提供了更多更有时效的信息，保障了整个系统的安全运行。

5 结语

通过上述对微电网技术在主动配电网中的研究，了解到了微电网技术发展的概念以及特点，对主动配电网中微电网框架有了细致的了解，并了解到了微电网接入主动配电网的三种不同的控制方案，这三种控制方案各有优点，需要根据实际的应用情况进行有效的选择。随着当前全球环境不断恶化，不可再生资源变得愈发紧张，在电力运行发展的过程中就必须要大力利用可再生资源，解决电力传输过程中的不确定性，以及在电力传输过程中可能出现的电网运行受扰的问题。微电网接入到主动配电网中已经成了未来发展的大趋势，对于当前我国的技术人员来说，也要不断推动主动配电网管理技术以及控制技术的进步。对于当前我国的整体发展来说，仍然要不断加大对微电网技术的研究，不断推动整个技术的深入发展。