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智慧能源新秀——智能微电网

2020-04-28 12:26能源经济 人已围观

简介特斯拉自动驾驶智能微电网是智能电网与微电网的结合。智能电网是一个自动化的供电网路,能够通过传感器来对供电与用电设备起到实时监控与收集整合,由控制系统来对电力系统起到优化管理的作...

  智能微电网是“智能电网”与“微电网”的结合。“智能电网”是一个自动化的供电网路,能够通过传感器来对供电与用电设备起到实时监控与收集整合,由控制系统来对电力系统起到优化管理的作用。“微电网”是指由分布式能源、储能装置、能量转换装置、相关负荷及监控组合而成的小型发电配电系统。智能微电网能够在充分利用清洁能源的同时,由智能电网解决分布式能源不稳定的问题,同时还能对大电网起到“削峰填谷”的辅助作用。

  当前,中国的能源与环境问题十分严峻,对于清洁能源的有效利用是世界各国都在探寻的重点研究课题。在我国电力方面专家长久的不懈努力下,智能微电网在逐渐投入了应用,并在各个用电场景中进行了试验,获得了不错的成效与一系列数据可供后续研究。同时,由于智能微电网具有“并网”与“孤岛”两种自由切换的模式,智能微电网具有非常可观的使用前景。我国的能源分布特点及其不均匀,而智能微电网则可以通过“孤岛”模式,在能源丰富的偏远地区充分利用起譬如光伏、风能等能源,自给自足,从而免去大量电缆铺设的费用。同时,智能微电网在用电密集的城市之中,能够借助分布式能源,减轻大电网的用电负荷,帮助大电网保持稳定,并且利用峰时谷时的电价差,获得一定的经济利益。

  微电网中包含多个分布式电源和储能装置,联合向负载供电,图中展示了微型燃气轮机、风力发电机、太阳能光伏电池、燃料电池和蓄电池等多种 微电源形式,基本安装在负荷附近,通过电力电子 装置与馈线相连,既减少了线路损耗,又为馈线末端提供了电压支撑。

  图中馈线A上接有敏感负荷,安装了燃料电池和具有热电联供能力的微型燃气轮机;对于连接在馈线B上的可调节负荷,采用两种间歇式分布式能源即风力发电机和光伏电池,并配备大容量储能装置混合供电;馈线C上为非重要负荷,不设置专门的微电源,由上级配电网和其他馈线的微电源供电。微电网还配备了潮流控制器和保护协调器,在能量管理系统的统一控制下,通过数据采集,可实现系统调压、控制潮流、馈线保护等多项控制措施。当外部电网出现故障导致电能质量和供电可靠性不能满足微电网内负荷要求时,微电网可以通过主隔离开关在PCC处切断与主网之间的联系,进入孤岛运行模式,此时由馈线A和馈线B上的分布式电源及储能设备承担微电网内的全部负载。

  若微电网内部微电源电力供给不足,可切除馈线C上的非重要负荷,保证对重要负荷和敏感负荷的持续供电。当外部电网故障解除后,满足并网条件时,主隔离开关重新合上,微电网恢复并网运行状态,通过有效地控制可以实现微电网系统在两种运行方式间平滑的切换。此外,微电网还配置了能量管理器和潮流控制器,以实现对单体微电源及整体微电网的控制分析。

  (1)没有或很低输配电损耗,分布式电源布置在负荷附近,不存在输送或只须短距离输送,线路、配电损耗小。

  (4)土建和安装成本低,各电站相互独立,用户可自行控制,不会发生大规模停电事故,供电可靠性高;

  智能微电网的出现一方面是随需求而生,特斯拉自动驾驶另一方面也是随着分布式发电技术的发展而发展。因此,作为一种新兴能源利用方式,总会存在这样那样的问题。

  第一:分布式电源不是为并网设计的,并网时会引起电压调整、继电保护、短路电流水平、电能质量、潮流等问题。

  第二:分布式电源主要以私人行为或局部行为,以满足客户个体需求为主,容易给电网带来安全稳定问题。

  第三:风力发电、太阳能发电等分布式发电的随机性以及个体发电的随意性,使得接 入分布式电源后,增加配电网调度与运行管理的复杂性,使得配电网检修施工风险加大。

  第四:对配电网规划和经营带来负面影响。由于大量的用户安装分布式电源,使得配电网规划人员难以准确地预测负荷增长情况, 进而影响规划的合理性;同时,对于自备分布式电源的用户,电网企业为保证其自备电源停运时仍能正常用电,需要为其提供一定的备用 容量,这就增加了供电企业的设备投资与运行成本。

  从上不难看出智能微电网作为世界的新能源新秀,具有较大的发展前景,但也有多方面的相关限制。在我国这个世界第一人口大国中,由于有着基数较大的人口数量,以及不均匀的人口密度分布等特点,在我国发展智能微电网有一定的困难,但也是很有必要的。从长远角度考虑,智能微电网存在着“清洁、低成本、方便调节”等优势,在国家《“一二五”电网智能化规划》、《电力发展“十三五”规划》等众多政策的支持下想必会有属于自己的一篇广阔蓝天。

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