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科普知识
智能微电网知多少
发表时间:2015/7/27点击数:5035投稿邮箱:yaoguisheng@chinapower.com.cn
    
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智能微电网(Micro Smart Grid)是将可再生能源发电技术(风力发电、光伏发电、生物质能、潮汐能等)、能源管理系统(EMS)和输配电基础设施高度集成的新型电网,它具有提高能源效率、提高供电的安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、减少对环境的影响。强化科研技术,深入开发建设微电网有利于扩大分布式电源与可再生能源的大规模接入,为负荷地区提供可靠的供给,实现有效的主动式配电网方式,促进智能微电网变革。

    微电网与大电网的关系:

    微网的电压等级一般为380V~35KV,容量从几KW至几MK不等,在电网结构中最接近于用户。两种运行方式:与大电网运行,也可在电网故障或需要时与主网断开独立于行,因此它具有双重角色:




    对于公用电力企业,微电网可视为电力系统可控的“细胞”,成为被控制的一个简单可调度负荷。可以在数秒内做出响应以满足电网系统的需要;

    对于用户,微电网可以作为一个可定制的电源,以满足用户多样化的需求。它可以增强局部供电可靠性,降低馈电损耗,支持当地电压,提高一次能源利用率,提供电压下陷的校正,或作为不间断电源。

    微电网两种运行模式:




    中国微电网重要特征包括:①支持多种新能源分布式发电;②快速隔离,对大电网无影响;③可并网或孤网运行、即插即用、无缝切换;④具有储能系统,支持削峰填谷;⑤高可靠性供电,安全、稳定微电网;⑥具有高效能源管理功能,提高能源利用率;⑦支持多级微电网;⑧适应中国现有的电力管理体制。

    智能微电网特点:

    智能化主要体现在以下几个方面:

    可监测一一采用先进的量测、传感技术;

    可预测——通过模型仿真和潮流分析,合理预测和分配电力;

    可控制——对监测状态进行有效控制;

    可兼容——接入分布式发电,自适应处理技术;

    实时分析——数据到信息的提升,优化运行方式。

    绿色生态企业智能微电网

    新奥能源生态城是一座以系统能效技术和煤基低碳能源转化技术应用为核心的微缩示范城,项目的分布式发电容量为400kW,储能100kW。生态城涵盖了太阳能、风能、生物质能、环境势能等清洁能源技术的应用,拥有气、电、热等混合能源供给的能源管理系统,充分体现了能源从生产、储运、应用到再生四环节的智能循环与高能效利用。生态城中可再生能源的使用比例达到63%,和传统城市相比碳排放量减少70%,能效提高20%,城市自给能源实现率80%。

    美国微电网发展现状

    美国电力可靠性技术解决方案学会(CERTS)最早提出微电网概念,其设计理念是不采用快速电气控制、单点并网不上网、提供多样化的电能质量与供电可靠性等。这些突出的特点使它成为世界上微电网概念中最权威、认可度最高的一个。




    CERTS微电网的主要特点是:①微电网与主网之间只有1个PCC(微电网通过公共连接点),微电网不向主网输出电力。对于主网来说微电网也是一个普通负荷,可减轻主网的管理负担。②分布式电源通过电力电子接口接入,采用恒功率控制、下垂控制以及电压频率控制策略,主要对当地的频率和电压变化做出反应及采取相应控制。③按负荷的重要性划分为可中断负荷、可调节负荷和敏感负荷。当主网侧发生较严重的电压闪变及电压跌落时,可通过静态开关隔离可调节负荷和敏感负荷。此时孤岛运行以保证局部供电的可靠性,待系统恢复后再重新与主网相连运行。④提供“即插即用”接口,对分布式电源的接入无需特殊工程要求。⑤通过能量管理系统对分布式电源进行经济调度和管理。

    从美国电网现代化角度来看,提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制的多种电能质量要求、降低成本、实现智能化,将是美国微电网的发展重点。今年美国康乃迪克州推出了一系列应急的微电网应用,美国能源局还准备了700万美元(约合4284万元人民币)的微电网设计资金。

    微电网未来发展趋势

    由于“可再生能源在能源构成中不断增长的比例,可再生能源整合使全球微电网的利用呈飞速发展势头。”未来5年,亚太地区、非洲和南美的偏远站点部署将迎来快速增长。此外,微电网还将为能源发达地区的设施建设开拓机会。

    分析师指出,发展面临的主要障碍是昂贵的整合任务,自定义接口的扩散增加了系统的成本。目前,欧洲和北美的研究机构及大学正在想方设法克服这些连接障碍,尽可能地创造微电网参与者的大型价值链,为微电网行业供给“燃料”。


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