1、含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)優(yōu)化調度摘要：在近年來，微電網(wǎng)的使用率有了明顯的提高，由于它能夠對分布式電源 進行有效地利用，并且對于配電網(wǎng)的供電有了更多的保障，因此，它的存在受到 了國際上許多學者的重視。關鍵詞：含微電網(wǎng)；配電網(wǎng)；優(yōu)化1微電網(wǎng)的概念和典型結構微電網(wǎng)是指由分布式電源、負荷單元和儲能裝置依照特定的拓撲結構構成的 具有獨立管理、維護、操控能力的集約化新型電力網(wǎng)絡。微電網(wǎng)有兩種運行方式: 并網(wǎng)運行和獨立運行。在聯(lián)網(wǎng)運行模式下，微電網(wǎng)從主電網(wǎng)輸入或輸出電力。一 旦主電網(wǎng)出現(xiàn)任何擾動，微電網(wǎng)就轉換到獨立模式，并且保持對優(yōu)先級負荷的供 電可靠性。微電網(wǎng)的典型結構主要有:交流型微電網(wǎng)、直流型微電網(wǎng)和交直流混

2、合型微電 網(wǎng)。在交流型微電網(wǎng)中，輸出交流電的分布式電源通常直接或者經(jīng)AC/DC/AC轉 換裝置連接至交流母線，輸出直流電的分布式電源必須經(jīng)過DC/AC逆變器連接至 交流母線。直流網(wǎng)絡結構中，分布式電源、儲能系統(tǒng)和各類負荷均經(jīng)過電力電子 設備連至直流母線。同交流型微電網(wǎng)相比，直流型微電網(wǎng)更多需要關注的是電壓 控制與不同分布式電源間的環(huán)流抑制控制。交直流混合型微電網(wǎng)即可以直接向直 流負荷供電，又可以向交流負荷供電，降低了電力變換帶來的能量損耗，更高效， 更具靈活性，發(fā)展最具潛力。2微電網(wǎng)的研究發(fā)展狀況目前，國際上關于微電網(wǎng)相關技術的研究日益深入，結合理論和技術實踐的 開展，很多國家建設了相關的實驗

3、示范系統(tǒng)，有的已經(jīng)投入了市場化運營。美國學者最早提出了 微電網(wǎng)的概念，并對其組網(wǎng)方式、控制策略、電能質 量改善措施等專題進行了長期深入研究。此后，在美國建成了包括一些大學校園 微電網(wǎng)在內的數(shù)十個實際微電網(wǎng)工程。歐洲對微電網(wǎng)的研究，主要關注多個微電網(wǎng)之間的互聯(lián)問題，目的是解決未 來大量分布式電源的可接入性問題，保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。目前，歐洲部分國 家的微電網(wǎng)技術逐漸走向成熟。日本基于本國資源匱乏，能源短缺，各類用電需求日益增長的現(xiàn)實背景，對 可再生能源發(fā)電投入了很大的研究力量。日本也建成了多個示范工程，如Archi 微電網(wǎng)、Kyoto微電網(wǎng)、Hachinohe微電網(wǎng)、Tokyogas微電網(wǎng)。當

4、前我國正處于經(jīng)濟與社會飛速發(fā)展的重要階段，微電網(wǎng)技術發(fā)展方興未艾， 在國內的很多高校和科研機構也紛紛展開了積極的研究。我國的微電網(wǎng)主要以試 點項目為主，例如浙江東福山島微電網(wǎng)、江蘇鹽城大豐微電網(wǎng)、青海玉樹微電網(wǎng) 等實際工程。十三五期間，我國將在太陽能、風能占優(yōu)勢的區(qū)域設立微電網(wǎng)示 范平臺，還將推進建立100座新能源示范城市。但是我國微電網(wǎng)的發(fā)展與世界其 他發(fā)達國家的研究實力相比，依然存在較大差距，需要多投入科研精力，促進其 廣泛的發(fā)展。3微電網(wǎng)的控制與保護微電網(wǎng)和DER單元的整合在引入控制和保護系統(tǒng)設計中需要解決的一些運行 技術挑戰(zhàn)，以確保目前的可靠性水平不會受到嚴重影響從而充分發(fā)揮分布式發(fā)電

5、 技術的優(yōu)勢。其中一些困難來自于傳統(tǒng)配電系統(tǒng)，而其他問題則是在電能傳輸過 程種觀測到的穩(wěn)定性問題。微電網(wǎng)保護和控制方面最相關的挑戰(zhàn)包括：1）雙向功率流:分配饋線最初設計用于單向功率流，DG單元在低電壓電平下可 能導致反向功率流，并導致保護協(xié)調問題，進入不需要的功率流模式，引起故障 電流分布和電壓控制的復雜性。2）穩(wěn)定性問題:各集成的DG單元的相互作用可能會產(chǎn)生局部振蕩，需要進行 徹底的小干擾穩(wěn)定性分析。此外，需要進行暫態(tài)穩(wěn)定性分析，以確保微電網(wǎng)中并 網(wǎng)和獨立運行模式之間的無縫過渡。3）建模:在傳統(tǒng)水平建模常規(guī)電力系統(tǒng)時，三相平衡條件（主要是感應傳輸線路） 和恒功率負載是普遍的假設;然而，這些并

6、不一定適用于微電網(wǎng)，因此需要修改模 型。4）低慣量:與大量同步發(fā)電機確保較大慣性的大功率系統(tǒng)不同，微電網(wǎng)可能會 顯示出低慣量特性，尤其是在功率電子接口 DG單元中占有重要份額時。雖然這 樣的接口可以提高系統(tǒng)動態(tài)性能，但是如果沒有合適的控制機制，則系統(tǒng)中的低 慣性可能導致嚴重的頻率偏差。5）不確定性:微電網(wǎng)的經(jīng)濟可靠運行需要不同DER之間的一定程度的協(xié)調。這 種協(xié)調在孤立的微電網(wǎng)中變得更具挑戰(zhàn)性，其中關鍵的需求供給平衡和部件故障 率需要在延長的范圍內解決強禍合問題，同時考慮到負載曲線和天氣預報等參數(shù) 的不確定性。由于負荷數(shù)量的減少和發(fā)電微源的關聯(lián)性更強，這種不確定性高于 大電網(wǎng)系統(tǒng)。4接入主動配

7、電網(wǎng)的微電網(wǎng)規(guī)劃設計微電網(wǎng)作為可再生能源、電動汽車和儲能裝置等并入主動配電網(wǎng)的有效平臺， 能充分解決間歇性分布式能源與主動配電網(wǎng)的耦合問題，因此是未來主動配電網(wǎng) 研究的熱門方向。微電網(wǎng)可以運用一系列協(xié)調控制技術保證對自身的控制、保護 及管理，因此針對接入主動配電網(wǎng)的微電網(wǎng)規(guī)劃設計的研究主要從考慮多因素的 優(yōu)化配置及MG的選址定容、多層次綜合規(guī)劃和多類型DG間的互補性設計等方 面進行?；陔姵貎δ芟到y(tǒng)（BESS），提出了一種運用于微電網(wǎng)的以使購電成本最小 化的優(yōu)化算法，該算法在最小成本的約束下，可在任意時刻同時對BESS及多個 DG進行有效調控。相關學者采用蒙特卡羅模擬方法，建立智能虛擬儲能控制

8、策 略來應對可再生能源的不確定性及滲透率的增加；有學者提出的優(yōu)化粒子群算法 能有效解決風、光和煤炭等多類型分布式發(fā)電間的互補性問題，實現(xiàn)了偏遠地區(qū) 的多聯(lián)產(chǎn)微電網(wǎng)；同時研究人員基于德爾菲法修正的層次分析法，綜合考慮多類 型DG的協(xié)調控制及電網(wǎng)的安全可靠、可持續(xù)發(fā)展等因素，建立了接有MG的配 電網(wǎng)規(guī)劃設計評價體系。5接入主動配電網(wǎng)的微電網(wǎng)控制方式隨著微電網(wǎng)群數(shù)量的快速增長，主動配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構及電力潮流流向也會 隨之發(fā)生變化，因此尋求對微電網(wǎng)合理的控制方式是加快主動配電網(wǎng)朝著更穩(wěn)定、 更智能和更高效目標邁進的保證。就當前的科研現(xiàn)狀來看，控制掛載至ADN的微 電網(wǎng)，主要有由ADN全權控制的集中式控

9、制、主動配電網(wǎng)與微電網(wǎng)聯(lián)合控制的集 中一分散式控制以及微電網(wǎng)群間協(xié)同控制的分布式控制3種。接入主動配電網(wǎng)的微電網(wǎng)典型結構為集中式控制模式，在此模式中主動配電 網(wǎng)享有對全網(wǎng)信息、發(fā)電計劃和能量輸送的全部控制權，同時結合不同的運行情 況靈活制定出各種控制方案，實現(xiàn)了對接入至主動配電網(wǎng)的微電網(wǎng)的全面優(yōu)化協(xié) 調控制。但龐大的數(shù)據(jù)采集信息量及信息處理工作對主動配電網(wǎng)有著很大的考驗。 與集中控制模式不同，集中一分散式控制加入了微電網(wǎng)的自身控制，在對各類可 控及不可控負荷進行合理預測的前提之下，制定出科學的發(fā)電計劃，從而起到對 間歇性分布式電源及主動負荷的有效調配，最后再將結果上報至主動配電網(wǎng)管理 層，實現(xiàn)了控制任務的分散下放，提高了數(shù)據(jù)處理的實時性和擴展性。分布式控制是通過將本地微電網(wǎng)信息與相鄰微電網(wǎng)群信息進行協(xié)同運行，最 終確定控制方案，極大程度地確保了控制方案的可靠性，并且信息的有效率將大 為提升，使得控制變得更加靈活。結語微電網(wǎng)作為大電網(wǎng)的補充，作為被承認的有效方案，它仍然要面對技術上， 經(jīng)濟上和政策不完善所帶來的種種問題。雖然困難重重，但是目前許多有利的條 件，包括國家相關政策的不斷出臺都將會起到推波助瀾的作用，未來微電網(wǎng)的發(fā) 展趨勢仍然是一片大好。參考文獻：張曉雪，牛煥娜,趙靜翔.含微電網(wǎng)的配