微電網(wǎng)的自由轉(zhuǎn)換橋梁：超級電容器

串并混聯(lián)的超級電容器組件：結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)方式的優(yōu)點(diǎn)，避免兩種方式各自不足。每個(gè)電容器均指定一電阻控制其充電過程的電壓。故在本文所述的起重機(jī)新

型混合動(dòng)力系統(tǒng)中，所用超級電容的組合方式采用串聯(lián)和并聯(lián)混合的連接組成方式。

超級電容器在微電網(wǎng)中的應(yīng)用

微電網(wǎng)由微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能以及能量管理器等組成。儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中發(fā)生作用的形式有：接在微電源的直流母線上、包含重要負(fù)荷的饋線上或者微電網(wǎng)的交流母線上。其中，前兩種可稱為分布式儲(chǔ)能，最后一種叫做中央儲(chǔ)能。

當(dāng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)內(nèi)的功率波動(dòng)由大電網(wǎng)進(jìn)行平衡，此時(shí)儲(chǔ)能處于充電備用狀態(tài)。當(dāng)微電網(wǎng)由并網(wǎng)運(yùn)行切換到孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，中央儲(chǔ)能立即啟動(dòng)，彌補(bǔ)功率缺額。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷的波動(dòng)或者微電源的波動(dòng)則可以由中央儲(chǔ)能或者分布式儲(chǔ)能平衡。其中，微電源的功率波動(dòng)有兩種平衡方式，將分布式儲(chǔ)能和需要儲(chǔ)能的微電源并聯(lián)接在某饋線上，或者將儲(chǔ)能直接接入該微電源的直流母線上。

智能電網(wǎng)技術(shù)專題

1.提供短時(shí)供電

微電網(wǎng)存在兩種典型的運(yùn)行模式：正常情況下，微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，稱為并網(wǎng)運(yùn)行模式;當(dāng)檢測到電網(wǎng)故障或電能質(zhì)量不滿足要求時(shí)，微電網(wǎng)將及時(shí)與電網(wǎng)斷開從而獨(dú)立運(yùn)行，稱為孤網(wǎng)運(yùn)行模式。微電網(wǎng)往往需要從常規(guī)配電網(wǎng)中吸收部分有功功率，因而微電網(wǎng)在從并網(wǎng)模式向孤網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)有功率缺額，安裝儲(chǔ)能設(shè)備有助于兩種模式的平穩(wěn)過渡。

2.用作能量緩沖裝置

由于微電網(wǎng)規(guī)模較小，系統(tǒng)慣性不大，網(wǎng)絡(luò)及負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)就顯得十分嚴(yán)重，對整個(gè)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。我們總是期望微電網(wǎng)中高效發(fā)電機(jī)(如燃料電池)始終工作在它的額定容量下。但是微電網(wǎng)的負(fù)荷量并非整日保持不變，相反，它會(huì)隨著天氣變化等情況發(fā)生波動(dòng)。為了滿足峰值負(fù)荷供電，必須使用燃油、燃?xì)獾恼{(diào)峰電廠進(jìn)行高峰負(fù)荷調(diào)整，由于燃料價(jià)格很高，這種方式的運(yùn)行費(fèi)用太昂貴。超級電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)可以有效地解決這個(gè)問題，它可以在負(fù)荷低落時(shí)儲(chǔ)存電源的多余電能，而在負(fù)荷高峰時(shí)回饋給微電網(wǎng)以調(diào)整功率需求。超級電容器功率密度大、能量密度高的特性使它成為處理尖峰負(fù)荷的最佳選擇，而且采用超級電容器只需存儲(chǔ)與尖峰負(fù)荷相當(dāng)?shù)哪芰俊?p>3.改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量

儲(chǔ)能系統(tǒng)對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的提高起到了十分重要的作用。通過逆變器控制單元，可以調(diào)節(jié)超級電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)向用戶及網(wǎng)絡(luò)提供的無功及有功，從而達(dá)到提高電能質(zhì)量的目的。由于超級電容器可快速吸收、釋放大功率電能，非常適宜將其應(yīng)用到微電網(wǎng)的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置中，用來解決系統(tǒng)中的一些暫態(tài)問題，如針對系統(tǒng)故障引發(fā)的瞬時(shí)停電、電壓驟升、電壓驟降等問題，此時(shí)利用超級電容器提供快速功率緩沖，吸收或補(bǔ)充電能，提供有功功率支撐進(jìn)行有功或無功補(bǔ)償，以穩(wěn)定、平滑電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。

4.優(yōu)化微電源的運(yùn)行

綠色能源如太陽能、風(fēng)能，往往具有不均勻性，電能輸出容易發(fā)生變化。這就需要使用一種緩沖器來存儲(chǔ)能量。由于這些能源產(chǎn)生的電能輸出可能無法滿足微電網(wǎng)峰值電能的需求，因此，可以采用儲(chǔ)能裝置在短時(shí)間內(nèi)提供所需的峰值電能，直到發(fā)電量增大，需求量減少。適量的儲(chǔ)能可以在DG單元不能正常運(yùn)行的情況下起過渡作用。如利用太陽能發(fā)電的夜間，風(fēng)力發(fā)電在無風(fēng)的情況下，或者其他類型的DG單元正處維修期間，這時(shí)系統(tǒng)中的儲(chǔ)能就能起過渡作用。

在能源產(chǎn)生的過程是穩(wěn)定的而需求是不斷變化的情況下，也需要使用儲(chǔ)能裝置。通過將過剩的能量存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中，就可以在短時(shí)間內(nèi)通過儲(chǔ)能裝置提供所需的峰值能量。