分布式智能微网技术及其应用研究

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1、分布式智能微网技术及其应用研究吴小东国网甘肃省电力公司武威供电公司733000随着社会的发展，传统的大型电网系统的弊端逐渐凸显。作为未来一种重要的电能生产方式，分布式智能微IM技术将改变电力系统在中低压层面的结构与运行方式。木文从分布式发电、智能配电网、微型电网三个方面介绍了分布式智能微网的概况，对相关关键技术进行了分析，提出了现阶段该技术四个可能的应用领域，对该技术的发展进行了进一步展望。关键词：智能配电网；分布式发电；孤岛运行；微型电网0引言随着社会的发展，人们对电力供应的质量及其安全可靠性的要求越来

2、越高，传统的大型互联电力系统大电网供电方式由于局部事故易扩散、集中式大电网不能灵活跟踪电力负荷的变化等不足，以及在一些特殊地域不便架设电网等缺陷无法满足人们的需求。在.这种情况下，分布式智能微网系统(distributedsmartmicrogridsystem,DSMS)被世界上很多能源电力专家认为是能够节省投资、降低能耗、提高系统安全性和灵活性的主要方法，是21世纪电力工业的发展方向[1]。作为未来一种重要的电能生产方式，综合了分布式发电技术、微网技术和智能配电网的分布式智能微网技术将改变未来电力系统

3、在中低压层面的结构与运行方式。这种方式以智能配电网为平台，整合了分布式发电技术与微网技术，发挥它们各自的技术优势，在实现电力系统的安全、可靠与高效运行的同时，提高了能源利用率，降低了成木。1分布式智能微网技术概况分布式智能微网技术综合集成了分布式发电技术、智能配电网技术，以及微网技术，木质上是实现自发自用、区域互联的功能，下面将从这三个方面介绍分布式智能微网的概况。1.1分布式发电随着世界经济的飞速发展和人口的持续增长，能源问题愈来愈成为世界各国面临的一个严峻挑战。随着包括风电、光伏等可再生能源和高效清洁

4、的化石燃料在内的新型发电技术的逐渐成熟，使得应用这些能源的分布式发电系统（distributedgenerationsystem,DGS）日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径［2】。DGS具冇投资少、发电方式灵活、可与环境兼容等优点，在配电网中得到广泛的应用。但是，一些可再生能源间歇性和随机性等特点，使得这些电源仅依靠自身的调节能力难以满足负荷的功率平衡，为顺利实现功能，通常还需要其他内部或外部电源的配合。0前，比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏

5、发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。如图1所示，分布式发电系统通常包括能量转换装置（即分布式电源）及控制系统，并通过电气接U与外部电网相连。通过能量装换装置将自然能源（风能、太阳能、潮汐能等）转化为电能，通过电气接口将电能传输到外部电网中，整个过程在控制系统的监控下有序进行。1.2智能配电网智能配电网（smartgrid，SG）指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实吋监控，并保证从电源到负载之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网涉及发电、输电、变电、配电、用电以及调度等6个

6、环节，通过广泛放用的分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证电力市场交易的实吋进行和电网上各成员之间的无缝连接及实吋互动,通过对信息进行整合分析，解决大量分散的分布式电源在配电网中的运行问题，实现降低成本，提高效率，提高整个电网的可靠性的0的，使电网的运行和管理达到最优化。与发达国家相比，我国智能电网发展较为滞后，还没奋从国家层面制定智能电网的发展战略，但一些研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。2009年2月华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组验收［

7、3】。该系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不冋系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。1.3微型电网微型电网(microgrid,MG)是一个完备的小型电力系统，由分布式电源、负载、控制单元和保护单元等组成。微型电网一般奋两种运行状态，与主网连接时称为“联网运行”状态，与主网跳开后独立运行吋称为“孤岛运行”状态。如图2中虚线框内所示，在图2中，主隔离设备闭合吋，微网处于联网运行状态，主隔离设备断开吋，微

8、网则进入孤岛运行状态。美国能源部将微型电网视为未来电力系统的三大基础技术之一，并列入美国“Grid2030——电力下一个百年的国家展望”计划中［4］。该计划于2003年7月提出，是美国电力改革的纲领性文件，主要对美国未来电力系统进行展望，并确定各项研宄开发工作的阶段性0标，微型电网将成为美国未来配电网的重要组成部分。2关键技术2.1高效大功率储能技术在DSMS中，风电、光伏发电等可再生分布式电源的输出功率，受自然环境制约，具有