智能微電網(wǎng)：智能電網(wǎng)設(shè)備的新興技術(shù)

智能微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微電源共同組成的系統(tǒng)。它可同時(shí)提供電能和熱量。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必要的控制。微電網(wǎng)相對于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿足用戶對電能質(zhì)量和供電安全方面的需求。當(dāng)微電網(wǎng)與主網(wǎng)因?yàn)楣收贤蝗唤饬袝r(shí)，微電網(wǎng)還能夠維持對自身內(nèi)部的電能供應(yīng)，直到故障排除。

眾所周知，微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)中配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)的重要組成部分，是配電網(wǎng)系統(tǒng)中新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是推動智能電網(wǎng)的發(fā)展的最重要的領(lǐng)域。近年來，由于分布式能源資源(DER[1])的數(shù)量增加提高，以及與各種資源的通信變得更加普及，配電網(wǎng)作為孤島或微電網(wǎng)分片運(yùn)行成為現(xiàn)實(shí)。目前，微電網(wǎng)對電力公司現(xiàn)有的挑戰(zhàn)，來自保護(hù)、控制和調(diào)度等方面。

從我國所申請的專利看來，該領(lǐng)域的技術(shù)主要集中在微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)和微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，其中較為典型的有：

上海交通大學(xué)申請的發(fā)明專利“基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)”提出了一種信息技術(shù)領(lǐng)域的基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該發(fā)明的元件代理模塊獨(dú)立控制微網(wǎng)中各底層元件運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)直接的分布式能源的控制、發(fā)電控制、儲能元件的控制和一些負(fù)荷的控制;微電網(wǎng)代理模塊針對微電網(wǎng)內(nèi)部的調(diào)度運(yùn)行，對代理進(jìn)行管理;微電網(wǎng)代理模塊與上級電網(wǎng)代理模塊之間通過通訊協(xié)調(diào)解決各代理之間的任務(wù)劃分和共享資源的分配，上級電網(wǎng)代理模塊負(fù)責(zé)電力市場以及各代理間的協(xié)調(diào)調(diào)度，并綜合微電網(wǎng)代理信息做出重大決策。各代理模塊之間還保持一定量的數(shù)據(jù)通訊以更好的保證各自決策的合理性。此種結(jié)構(gòu)與通信方式適應(yīng)了微電網(wǎng)分布、復(fù)雜、靈活的特性?？梢蕴岣呶㈦娋W(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及發(fā)電效率。

圖1：元件代理功能示意圖
　　
電子科技大學(xué)申請的發(fā)明專利“微電網(wǎng)能量智能控制系統(tǒng)”提出了一種包含多種分布式電源的微型供用電系統(tǒng)。它是能夠利用預(yù)測信息對微電網(wǎng)進(jìn)行控制的智能能量控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括微電網(wǎng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng);所述微電網(wǎng)系統(tǒng)包括電源單元、儲能單元和負(fù)荷單元;所述控制系統(tǒng)包括信息采集系統(tǒng)和中央處理單元。中央處理單元包括：負(fù)荷預(yù)測模塊;微電網(wǎng)在線狀態(tài)估計(jì)模塊;間歇式電源能量預(yù)測、儲能單元能量預(yù)測模塊;微電網(wǎng)系統(tǒng)分析模塊;微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行和綜合協(xié)調(diào)控制模塊。該微電網(wǎng)能量智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)預(yù)測信息對微電網(wǎng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的智能化運(yùn)行。

圖2：控制系統(tǒng)工作原理示意圖

清水建設(shè)株式會社和東京大學(xué)申請的發(fā)明專利“微電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)筑方法”提出了一種微電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)筑方法，用于構(gòu)筑將包含多種類電源的分布式電源統(tǒng)一地控制運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)，而對特定區(qū)域供給電力，該方法包括：測量所述特定區(qū)域的負(fù)荷變動，從而對所述負(fù)荷變動的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析的步驟;基于所述多種類電源的各自的頻率響應(yīng)特性而決定所述多種類電源的各個(gè)電源分別擔(dān)負(fù)的分擔(dān)頻率，并基于所述分擔(dān)頻率而將負(fù)荷變動的頻率分析結(jié)果分配給所述多種類電源的各個(gè)電源，以求對所述多種類電源要求的容量的步驟。

圖3：微電網(wǎng)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖

1.微電網(wǎng)系統(tǒng);2.燃?xì)鈾C(jī)(gas engine)A(電源);3.燃?xì)鈾C(jī)B(電源);4.鎳氫電池(電源);5.雙電荷層電容器(電源);6.控制部件;7.商用系統(tǒng);8.設(shè)置開關(guān);9.負(fù)荷;20.各個(gè)分布式電源