新能源分布式独立微电网调度管理的研究

新能源分布式独立微电网调度管理的研究

霍熠清

（国网晋中供电公司山西晋中030600）

摘要：现阶段我国有些地区还存在用电难问题，例如东南沿海的一些海岛。而充分结合这些地区的实际情况，利用风能、电能互补发电的原理，微电网发电系统的安装等方法，则能较好的解决这一难题。这种微电网系统主要由太阳能发电、风力发电等组成，可以很好的满足当地对电能的需求。本文主要对新能源分布式独立微电网的调度管理进行了简要的分析。

关键词：新能源；分布式；独立微电网；调度管理

1新能源的发展特点及趋势

1.1太阳能

太阳能是一种极为丰富的能源，每时每刻都在产生，是最基本的能源形式之一。目前，人们已经通过各种方式对太阳能进行利用，例如太阳能电池、太阳能热水器等。利用太阳能进行发电，比传统的发电方式更具有广泛性和洁净性，在很多地方都可以设置太阳能收集设备且不会污染环境。但是，由于气候、地理环境等原因，太阳能的不稳定性较高而且较为分散，增加了开发难度和成本。太阳能板在使用寿命终结后难以在大自然中降解，同样会对环境造成污染。在开发利用太阳能资源时，必须将这两方面综合进行考虑。现阶段，我国已经有了两大较为成熟的太阳能产品，产业规模在世界上排第一位。由于我国的太阳能资源十分丰富，又有政府政策的大力支持，太阳能产业正处在迅速发展壮大的阶段，发展前景良好。

1.2风能

风能是因为太阳辐射造成空气流动而产生的，是一种清洁能源。风能的储量较大、分布范围较广，而且是一种可再生能源，发展空间较大。但是，风能也同样存在稳定性较差的问题，并且建设风车可能会影响鸟类的正常栖息和繁衍，对生态系统造成破坏。不过对于偏远、交通闭塞的内陆地区来说，风来发电仍然是当下最好的选择。目前，我国的风力发电量正在逐年上升，2016年的时候已经达到了每小时1048亿千瓦。随着技术的不断提升，风力发电的成本正在下降，在有些地方已经成为最经济的发电方式。我国的气候多大风、季风，可以被开发利用的风能很多，风力发电无论在经济还是清洁方面都有优势，是一个开发前景广大的新型能源。

2分布式微电网的意义

2.1微电网由一些分布式发电系统、储能系统和负载构成，通过电网控制中心进行控制和管理，能实现热电联产，是独立的系统网络。微电网分布式发电源的功率一般都小于10兆瓦。每个分布式发电源均由电力电子技术提供所需要的控制和接口。微源（如微型涡轮发电机，燃料电池，及可再生能源）与用户直接挂钩，安装在用户区域。

2.2我国大西北很多地区至今未能使用上电，包括东南沿海许多海岛离网型的柴油机发电成本过高，促使我国独立运行的分布式微电网的大力发展。加强可再生能源集成利用技术的研究，促进可再生能源的大规模高效集成利用是目前新能源领域急需解决的重大问题。

2.3根据当地资源条件，合理选择综合利用多种可再生能源（风能、太阳能等），组成分布式可再生能源供电体系，构成独立运行的微电网，是今后可再生能源高效利用的重要方向之一。

2.4目前国内对单一可再生能源技术及其控制研究已经比较成熟，目前可以大规模利用的可再生能源发电——风力发电和太阳能发电已经取得重大进展，大型风力发电机组、太阳能发电系统、小型微型离网型风光互补发电系统的技术日趋成熟，但对多种可再生能源技术集成应用及微电网关键技术，包括分布式可再生能源系统微电网的优化组网技术、体系结构、微电网独立运行控制研究、微电网的能量管理及调度、微电网远程监控、微电网的潮流及稳定性分析、分布式可再生能源发电系统的电能变换、微电网保护等研究还很薄弱，极需加强投入。

2.5根据风能和太阳能资源的地域特性和分散性，因地制宜的利用风能和太阳能资源构建独立的微电网，最大程度的满足本地的供电需求，是解决我国能源危机以及加快农村城市化进程的一个有效途径，对于促进我国可再生能源的大规模高效集成应用，加快我国能源战略的实现具有重大的意义。

2.6目前我国对风力发电的研究主要集中在大型风机的并网发电上面，而由于我国存在着广大的年平均风速较低的区域，不适合大型风电场的建设。因此离网型风力发电机组有广阔的应用空间，可以就近满足电力需求，在远离电网地区或电力不足的地区，以及一些特殊场合（高山、海岛），中小型风力发电机组则具有更广泛的应用领域。另外由于风力发电与太阳能发电在时间上具有互补特性，风能在冬春季最大，夏季最小，而太阳能在夏季最丰富，利用风能，太阳能天然的互补特性，能产生比较稳定的功率，减少蓄电池容量，并可获得较好的经济效益。因此构建风光互补分布式微电网技术具有重要意义。

3风光柴蓄分布式微电网的能量管理与调度

3.1调度管理系统主要功能

3.1.1保护功能

如果风速达到了风车最大值，这时很有可能会造成风机损坏的问题，通常情况下风力发电机退网可以对风力发电机起到保护性作用。还有，在一些情况下，为了使风能得到充分利用，当风速超过一定限度时，利用限制功率的方式可以保证继续供电。当蓄电池能量被耗尽以后，蓄电池如果还需要被使用，蓄电池将会受到很大的损害，如果蓄电池充电电压过高，这时充进来的电会使蓄电池出现气泡，对蓄电池造成极大的损害，因此必须停止蓄电池供电。

3.1.2数据采集功能

利用微电网能量管理系统可以对风力发电机最大电压、切入电压及一般电压进行采集。在光照很弱时，要想太阳电池接入电压是存在一定困难的，这时太阳能电池组件会利用退网实现对网络的保护。在协调管理层，数据采集是该层系统正常运行的基础，可以充分利用与监控层之间的通信获得不同模块运行参数。

3.1.3监控功能

负载用户端远端端电压、柴油发电机功率等均可以实现实时监控，微电网的安全性也可以得到保证，对各项发电和用电设备指标进行实时监测，可以做到对事故进行提前预测和报警，然后进行动态调整和超前控制。同时还能对应急方案进行完善，在事故尚未发生之前对其发展进行控制，从而减少损失。

3.2系统总功率平衡控制策略

为了使可再生能源的利用效率得到提升，可以从以下几方面探索系统总功率的平衡策略：首先，可以利用太阳能发电、风力发电为蓄电池等装置提供电能，使用电负荷需求得到满足，如果风力发电、太阳能供应负载存在不足的问题，可以按照蓄电池组容量、负荷预测及微电网交流侧用电峰谷等状态，对发电机电力供应进行优化，如果后备柴油发电机不能启动，可是可以由柴油机向蓄电池充电。

4结语

风能、太阳能属于可再生能源，当前独立风力发电、光伏发电技术已经比较成熟，目前微电网发电系统尚处于探索阶段，在我国的研究还刚刚起步。因为我国现在不方便架线的地方有很多，所以微电网发电系统应用前景非常广阔。本文对风光柴蓄分布式微电网的能量管理与调度进行了分析和研究，供大家参考。

参考文献：

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[3]李瑞生.微电网关键技术实践及实验[J].电力系统保护与控制，2013，41（02）：73-78.

[4]谭颖.风光柴储独立微网分布式电源多目标优化配置研究[D].广西大学，2016.

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