微电网的演进及其关键技术研讨-南瑞继保_38页_16mb

微电网的演进及其关键技术研讨总结

核心内容

微电网是一种小型发配用电系统，由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成，可实现自我控制和自治管理。微电网分为并网型和独立型两种，是推动新型电力系统建设的重要组成部分。其发展经历了从“有电用”到“绿色用电”再到“供需互动”的演变过程，逐步成为一种融合多元能源、提升供电可靠性、促进能源高效利用的新型电力系统运行模式。

主要观点

• 微电网不仅是一种技术手段，也是一种管理模式，能够实现对局部电网的优化运行和调控。
• 微电网在应对极端灾害、提升新能源消纳能力、实现能源供需互动方面具有显著优势。
• 微电网的建设应结合具体应用场景，制定相应的运行和建设目标，如远郊、孤岛、社区、工业、园区、军事基地等。
• 微电网的运行需要多时间尺度的协调控制，包括日前、日内和实时的优化调度，以确保系统频率和电压的稳定。
• 主配微协同是提升电网运行效率和资产利用率的重要方式，有助于实现多尺度、多目标的优化。

关键信息

微电网定义与分类

• 国家能源局定义：微电网是小型发配用电系统，可实现自我控制和自治管理。
• 国标定义：GB/T 33589-2017 和 GB/T 51341-2018 补充说明微电网可基本实现内部电力电量平衡。
• IEC定义：微电网是具有明确电气边界，可作为单一可控实体与主电网连接或断开的小型系统。
• CIGRE定义：微电网包含负载和分布式能源资源，可在连接或离网状态下协调运行。

微电网运行方式及关键问题

• 并网运行：需与主电网协同调控，解决电压升高、短路电流增大等问题，提升系统稳定性。
• 离网运行：需构建电网支撑型电源控制策略，确保频率和电压稳定，应对源荷波动。
• 并离网切换：要求快速、可靠的控制策略，以保障系统在非计划性离网时的供电连续性，切换时间需控制在100ms以内。
• 黑启动：采用构网型储能作为启动源，解决变压器励磁涌流对设备的冲击问题。

微电网关键技术

• 构网型储能：具备惯量支撑和阻尼特性，可四象限运行，提供频率和电压支撑。
• 多构网储能并联稳定运行：采用自同步独立控制和载波同步技术，解决多PCS并列运行的技术瓶颈。
• 多时间尺度调频控制技术：通过惯量响应、快速一次调频、精确切机切负荷等手段实现频率稳定。
• 多储能并联优化运行：采用下垂特性进行功率分配，提升系统稳定性与充放电裕度。
• 微网潮流控制技术：实现联络线功率的快速精准控制，提升新能源消纳能力。
• 柔性互联控制技术：通过直流互联实现不同电压等级电源的灵活互联，支持负载率控制和无缝转供。
• 源网荷储协同优化：实现多时间尺度、多目标、多约束下的优化调度，提升能源利用效率。
• 负荷聚合控制：通过DER的聚合和协调优化，参与电力市场和电网运行，实现多能互补。
• 能量路由器：支持多种电压等级端口，实现能量双向运行，具备灵活的电压和功率控制能力。
• 多功能融合终端：具备嵌入式架构、高速通信和安全加密功能，保障微网边端业务的实时性与安全性。
• 微网能量管理云平台：支持私有云和公有云混合部署，实现数据采集、资源优化、功率调节等功能。

应用案例

• 黄海前哨 - 开山岛：展示微电网在孤岛场景下的应用。
• 内蒙额济纳微电网工程：采用构网控制策略，实现并离网状态下的灵活运行。
• 北京城市副中心新型电力系统示范项目：实现分布式资源的可观可测、可调可控，提升能源利用效率。

微电网与配电网关系

• 微电网在配电网视角下是一个实体，而非一个电网，可作为配电网的补充和优化手段。
• 微电网有助于缓解主网压力，提升能源利用效率和供电可靠性。

微电网重点研究方向

• EMS运行及管理边界研究：探讨微电网、网格、虚拟电厂、平衡基团等运行模式的边界与管理方式。
• 电网接入规范与指标评价体系：研究微电网接入电网的规范和运行指标，以促进其健康发展。
• 网络安全架构研究：构建面向微电网的网络安全体系，确保系统运行的安全性与开放性。
• 市场机制与商业模式研究：探索微电网的盈利模式和市场机制，以实现可持续发展。
• 储能规划研究：分析储能容量、辅助服务品种和经济性，以优化储能配置。

小结

微电网是实现新型电力系统建设的重要技术手段和管理模式，其发展需结合应用场景进行分类规划，强调主配微协同和电网规范先行。微电网的建设不仅涉及技术问题，更依赖市场机制和商业模式的创新。未来研究应聚焦于EMS运行边界、电网接入规范、网络安全、市场机制及储能规划等方面，以推动微电网的可持续发展与广泛应用。