微電網(Micro-Grid,MG)這一概念最早由美國威斯康星大學教授Lasseter.R.H提出,是指由分布式電源、電力電子變換設備以及用電負荷等構成的具備發配用電能力的小規模電力系統。
美國的電力可靠性技術解決方案聯盟CERTS(Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)最早對微電網進行定義并提出了典型的微電網結構,即微電網中包含重要負荷和可中斷負荷兩類負荷,重要負荷支路裝設若干分布式電源,若大電網發生故障則隔離開關斷開,由分布式電源繼續為重要負荷提供電能。
微電網示意圖
基于此,微電網具有并網和孤島(離網)兩種運行模式,并且應能穩定切換于兩種模式間。并網模式下,微電網具有“負荷”和“電源”雙重身份,經由公共連接點接入電網,依靠電網維持自身的電壓和頻率,若微電網自身發電量小于負荷,則作為負荷從電網補充電能;若微電網發電量超過負荷用電量,則可作為電源向電網供電。孤島模式下,微電網自治運行,依靠自身的調節能力維持電壓及頻率的穩定。
微電網經典結構
微電網行業發展與新能源行業有著密不可分的聯系。微電網概念的提出旨在保證供電穩定及分布式電源靈活、高效的應用。公共機構、社區、工商業區都是微電網重要的應用領域。
在用戶端:微電網技術可以實現本地分布式能源的一體化控制,提升供電可靠性。而且對負荷分類也有利于實現負荷數字化監測與管理,方便后期進行節能改造,減少用能成本。
在電網端:在新能源快速發展的今天,采用微電網技術可有效緩解由海量分布式電源無序接入給電網造成的巨大調控壓力。微電網技術可對并網線路功率進行調控,大大緩解電網端壓力。微電網在維持本地端能源穩定,并有裕度的情況下還可以參與電網需求響應、輔助服務。
對新能源行業:我國新能源發展面臨著既要大規模開發、又要高水平消納、更要保障電力安全可靠供應等多重挑戰。而微電網技術的應用可有效緩解新能源的消納問題,通過儲能及優化策略進一步提升我國終端新能源用能比例,進一步推動新能源發展。
對電動汽車行業:傳統充電樁行業存在無序充電、高峰高價充電、對城市電網沖擊大等弊端。打造光儲充一體化微網可對功率進行合理分配,平衡負荷曲線,緩解高峰期電力供應緊張,遏制無序充電規模,助力電動汽車規模化發展。
當前在國內,微電網主要處于實驗和示范階段。在世界范圍內,微電網的技術推廣已經度過發育期,市場規模穩步成長。著眼于當下世界范圍的能源和環境困局以及電力安全的長期需求,微電網技術應用前景看好。
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