智能微电网在建筑电力工程中的应用

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摘要：摘要：石油、煤炭、天然气等不可再生资源的日益紧缺，对社会发展和人们的正常生活提出了严峻的挑战，开发利用新的可持续能源，提高能源利用效率已经成为一个重要课题。有效利用智能微电网，是缓解能源危机、发展可持续能源的重要途径之一。 关键词：智能微电网;建筑电

　　摘要：石油、煤炭、天然气等不可再生资源的日益紧缺，对社会发展和人们的正常生活提出了严峻的挑战，开发利用新的可持续能源，提高能源利用效率已经成为一个重要课题。有效利用智能微电网，是缓解能源危机、发展可持续能源的重要途径之一。

　　关键词：智能微电网;建筑电力;应用

　　1智能微电网的组成

　　微电网一般是由分布式电源、储能装置以及能源转换装置、监控以及保护等装置共同组成的小型配电系统。其应用目的是提高分布式电源的灵活性和高效性，解决传统大电力网存在的电源不稳、输电安全性低等问题。同时通过智能微电网的控制，可对整个电力网络进行集中控制，无须利用分布式的就地控制器，使用常规的量测装置通过快速通信通道与就地控制器进行联系，以此实现对分布式电源和负荷的暂态控制，集中开展能量管理，使系统稳定安全地运行。另外一方面，智能微电网实际上具有自我控制、保护和管理的系统功能，可通过自身控制管理保证功率平衡、优化系统的运行状态，进行故障检测并保护，最大限度地规避断电风险。

　　2智能微电网的研究现状

　　智能微电网具有一定的优越性，对大规模电网的运行有重大的积极影响，保证了电网的安全稳定，提高了供电质量。但微电网也存在一定的问题，其承受扰动的能力相对较弱，特别是电力项目本身存在一定的风险，加上风能、太阳能等能源资源的随机性，系统风险进一步增加，特别是在孤岛供电模式下。因此，需要深入研究智能微电网的关键技术，如系统设计、运行控制、能量管理、经济评估等。

　　当前，世界各国都在构建智能微电网方面进行了深入研究。据有关资料显示，德国、希腊和西班牙已开始实施智能微电网示范工程，其中德国已在ISET(太阳能研究所)建设大量示范基地。另外，在意大利、葡萄牙、丹麦，已开始建立智能微电网科技研究基地，用来深入研究智能微电网。目前，我国的智能微电网研究还处于起步阶段，主要研究光电多功能微电网运行控制技术、风能储能等技术。近年来，一系列国家高新技术项目开始全力资助智能微电网技术的研究，如新疆吐鲁番新能源城市微电网建设项目，是全国首个城市级别的微电网示范工程，也是国内单位容量最大、涉及用户范围最广的微电网项目。

　　3智能微电网在建筑电力工程中的应用措施

　　3.1微电网主要运行方式

　　在实际运用智能微电网时，其一般包括2种运行模式，一种是与大电网进行并网连接运行，另一种则是与电网断开开展孤网运行。当前比较常见的运行方式，则是以并网为主，微电网可以与大电网进行能量交换，或者是将多余电能顺利反馈到大电网或由大电网，补充微电网的发电量等。而如果系统检测到主网出现运行故障，或电能质量不符合煤炭企业的用电需求时，即可将微电网与大电网断开，进而形成孤岛运行。通过该方式，由微电网中的分布式发电(DG)进行供电，可为企业提供持续性的、可靠的供电服务。

　　并且在不同的运行方式下，微电网会呈现出不同的特性。例如在并网运行条件下，利用公共连接点保证微电网与大电网的连接，实现与外部电网进行功率交换。此时当微电网内部的分布式电源发电量较小时，则可从外部获取补充电能。而当分布式发电量超过负荷需求时，则会将多余电能反馈到大电网中。因此，对智能微电网的并网运行，应当综合考虑电力市场的规律，对分布式电源进行灵活控制，以此降低电能消耗成本。当采用孤网运行方式时，如果大电网出现故障或质量与标准不符，可实施计划外的孤网运行模式，由DG承担全部的微电网负荷，有助于保障供电安全和平稳。而微电网主动与外部大电网进行分离，其可实现计划内的孤网独立运行，具有良好的环保性和经济性。

　　3.2智能微电网与大电网的结合

　　在引进智能微电网时，存在一个问题：是建立全新的供电设备，还是在现有设备的基础上进行升级改造。在我国，尽管有些地区已经建立了新的微电网配电系统，但在大多数情况下，出于经济成本的考虑，需要对现有电力系统进行升级与改造，将智能微电网与大电网进行有效整合，确保当地供电系统的正常稳定运行。

　　3.3分层控制模式

　　分层控制是主从控制的一种。分层控制首先将需要管理的单元归类为不同的层级，每一个层级设有一个控制单元。从整个系统层面考虑，管理控制的灵活性极为重要，通过分层控制模式可以利用电力系统的自身组织、体制和结构等调度各个层级，以职责、单位、任务等作为指标，展开对电源的有功功率、线路潮流以及无功电压的控制与管理。分层控制模式一般只设有单独的中央控制单元，它可以预测DG对负荷的要求，继而根据要求来安排合理的运转计划，通过采集电流、电压等信息来适当调整计划，在确保电网电压稳定性的同时为系统提供保护。

　　3.4对等控制模式

　　其是指将分布式电源设置为相等地位，具有即插即用的功能，无须对微电网中的电源设置进行改变，当插入任何一个分布式电源后，均可对能量平衡按照控制关系而实现自动调节，是一种本地控制方式。常用方法则是下垂控制，可按照以往发电机的功频特点，控制输出的端电压、无功功率等。例如电力系统的频率出现降低，发电机会自动增加有功功率输出，稳定系统运行状态。再例如发电机的端电压出现下降，发电机会自动增加无功功率。在微电网的孤网运行模式下，利用下垂控制可保证对电压、频率等进行调节。一旦微电网内部负荷发生变化，可根据分布式电源的下垂系数自动调整，促使负荷变化量得到有效分担，维系微电网始终处于稳态工作状况。

　　3.6主从控制模式

　　智能微电网孤网工作时，主要采用主从控制模式，由于没有大电网的支撑，孤网系统要控制电压和频率来满足孤网系统中敏感符合的要求。通常选择VF控制模式对分布式发电设备进行控制，所有从控制器都可以决定自己的运转模式。根据主控制器的数量可分为单主从控制模式和多主从控制模式。

　　3.7采用电压频率控制方式

　　针对分布式光伏发电和蓄电池储能电池组网形式，可采用电压频率的控制策略，保证智能微电网系统的高效、稳定运行。例如综合考虑蓄电池储能的可控特性，应实施恒定功率输出或者恒压频率输出等，为系统工作提供合适的电压和频率。同时在孤网运行模式下，也能够保证在并离网转化时，对不同控制方法及策略的切换，灵活的适应各种系统运行控制需求。例如當联网切换到孤网状态时，蓄电池的有功功率和无功功率会有所增加，通过主控制蓄电池对系统的功率进行有效补偿，则能够避免在孤岛断开后出现系统不平衡的现象，科学可靠地应用智能微电网。

　　结论

　　智能微电网技术在我国的引进和发展还存在许多问题，许多技术问题尚没有得到解决。为此，必须加大对智能微电网的研究与开发，充分认识这一技术在建筑电力工程中的优势及存在的问题，找出相应的解决办法，使其在电力工程发展中充分发挥效益。

　　参考文献：

　　[1]毕月.电气工程自动化技术在智能电网建设发展中的应用[J].工程技术研究，2021，6(9)：105-106.

　　[2]黄颖丽.微电网系统的调度策略及经济运行优化分析[J].光源与照明，2021(3)：135-136.

　　[3]龙英文，陈洁，余粟.一种分布式系统的孤岛微电网无功功率分配算法[J].控制工程，2021，28(7)：1354-1359.

　　[4]潘少峰.应用于水上加油船的光储柴一体化智能微电网的研究[J].太阳能，2021(6)：58-66.

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