微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)思路
摘要:本文主要就微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)思路進(jìn)行簡要介紹。第一種是基于微電網(wǎng)即插即用模塊化理念的拓?fù)浼軜?gòu)體系,第二種是基于電力電子變壓器的微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)體系。
微電網(wǎng)作為對于集中式大電網(wǎng)的一個有力補充,實現(xiàn)新能源的就地消納,是解決分布式能源接入配電網(wǎng)所帶來的影響的一個良好突破口。隨著國家政策的出臺,極大的推動了微電網(wǎng)的發(fā)展,但是步入快車道的微電網(wǎng)如何打破現(xiàn)有困境,推動清潔能源又快又好的發(fā)展,這是擺在現(xiàn)實面前的一道難題。
微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)如今主要面臨著以下幾個問題:
1.支持政策尚未明確,市場機(jī)制尚未建立;
2.商業(yè)化運營模式需要探索,商業(yè)化示范不足;
3.微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)體系沒有明確,缺乏必要的文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn);
4.產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃;
5.配網(wǎng)困難。
基于以上第三點本文就微電網(wǎng)的兩種拓?fù)浼軜?gòu)進(jìn)行簡要介紹,為微電網(wǎng)項目的開展提供參考。
首先,介紹的第一種微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)是一種基于微電網(wǎng)即插即用功能模塊化的拓?fù)浼軜?gòu)體系。拓?fù)浼軜?gòu)體系如圖1所示:
模塊化微電網(wǎng)分為直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)及交流微電網(wǎng)子系統(tǒng),整個微電網(wǎng)可以實現(xiàn)交直流的容括。微電網(wǎng)包括兩個變流部分:第一部分電網(wǎng)側(cè)整流部分為AC/DC整流,可實現(xiàn)整個微電網(wǎng)與配網(wǎng)的接洽;第二部分微網(wǎng)側(cè)整流部分為DC/AC整流,可實現(xiàn)直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)與交流微電網(wǎng)子系統(tǒng)的連接,以實現(xiàn)多能源互聯(lián)互通。微電網(wǎng)直流子系統(tǒng)由直流母線以及母線下級儲能系統(tǒng)、直流負(fù)荷、直流式分布式電源組成。為實現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定、平滑分布式能源出力,儲能系統(tǒng)包含飛輪儲能或超級電容儲能或超導(dǎo)儲能和蓄電池蓄能,以飛輪儲能等響應(yīng)速度快,功率密度大的儲能電池為直流母線提供功率/能量支撐,蓄電池組以DC/DC斬波器進(jìn)行管理,為飛輪儲能等快速響應(yīng)型電池組提供后備能源支持,在發(fā)揮蓄電池能量密度大優(yōu)勢的同時降低其充放電響應(yīng)頻率。微電網(wǎng)交流子系統(tǒng)由交流母線以及交流母線下級交流分布式電源、交流負(fù)荷組成。
基于能源互聯(lián)網(wǎng)的概念,引入微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng),以天然氣清潔燃料實現(xiàn)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電供給微電網(wǎng)系統(tǒng)運行,燃機(jī)發(fā)電余熱通過相變蓄熱裝置提供熱水供給,通過吸收式溴化鋰機(jī)組實現(xiàn)供熱、供冷的需求,亦可以通過余熱鍋爐提供高品質(zhì)的蒸汽。基于微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)化運行的角度來看,熱點聯(lián)產(chǎn)可以有效提高系統(tǒng)效率,通過合理的聯(lián)合燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電與儲能電池狀態(tài),協(xié)調(diào)微電源與儲能電池運行狀態(tài)可以有效降低儲能電池初始儲能費用。
接下來,介紹第二種微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu),這種微電網(wǎng)系統(tǒng)是基于先進(jìn)的電力電子變壓器(SST)實現(xiàn)微電網(wǎng)的能源整合。拓?fù)浼軜?gòu)體系如圖2所示。
SST作為未來微電網(wǎng)的核心模塊,一直是微電網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱門課題,其基于先進(jìn)的控制理念和電子技術(shù)能夠應(yīng)對分布式能源接入所帶來的種種影響,比如電力電子器件的大量引入所帶來的諧波治理問題,電網(wǎng)側(cè)電壓不平衡、電壓跌落,負(fù)載側(cè)擾動。因此基于SST的微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)體系的研究對于微電網(wǎng)的發(fā)展是十分有利的。
對于固態(tài)變壓器,其大體結(jié)構(gòu)可以分為三個部分:
第一部分為輸入級,可以實現(xiàn)與電網(wǎng)側(cè)的接入和整流;
第二部分為隔離級,包含三個模塊:DC/AC整流、隔離變壓器、AC/DC整流,其可以實現(xiàn)電壓的可控與諧波的隔離;
第三部分為逆變級,可以實現(xiàn)直流到交流的整流,為直流微電網(wǎng)與交流微電網(wǎng)的連接搭建起橋梁。
基于SST的微電網(wǎng)其主要是以固態(tài)變壓器作為能源路由器通過與電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)三方相連作為中繼點實現(xiàn)能源互聯(lián)互通。圖2中直流、交流微網(wǎng)單元與上述第一種微電網(wǎng)直流、交流單元相同,故不在論述。
微電網(wǎng)的發(fā)展是不斷進(jìn)步的,技術(shù)與控制理論的不斷革新,導(dǎo)致微電網(wǎng)拓?fù)浼軜?gòu)也是多種多樣的,本文中所提到兩種僅是其中的滄海一粟,希望可以為大家的微電網(wǎng)學(xué)習(xí)提供參考。

責(zé)任編輯:電朵云
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