微电网规划关键问题与运行仿真

电力18讯：    
　　湖北省电力勘测设计院、武汉大学电气工程学院的研究人员王有春、文闪闪等，在2015年第1期《现代电力》杂志上撰文，微电网的合理规划是实现其效益的基础。本文从负荷预测、接入方式、电压等级和容量以及网架结构4个方面对微电网规划的关键问题进行研究。利用电磁暂态仿真软件EMTDC/PSCAD建立了含微型燃气轮机、风力发电机、光伏电池等分布式电源的微电网模型及其控制模型，对微电网运行模式切换后功率变化、频率稳定性、电压稳定性等运行情况进行仿真。实验表明，上述规划方法对工程实践具有一定的指导作用。

　　随着科学技术的发展，供电需求趋向多样化，传统大型集中式供电已难以满足当今社会的需求。同时，由于能源与环境压力，世界各国均开始致力于新能源发电发展。

　　为了保证分布式发电可靠入网、有效利用，并且最大限度发挥分布式发电技术在经济、能源和环境中的优势，学者们提出了使用微电网的概念解决上述各种问题与矛盾。

　　微电网规划是微电网建设的基础，其规划水平的高低不仅直接影响到微电网自身的安全性、可靠性与经济性，而且随着微电网渗透率的不断增加，也会对大电网的运行产生深远影响。因此，微电网规划设计工作是微电网建设前期十分重要的环节。

　　微电网规划过程中涉及的关键问题主要包括负荷预测、接入方式、电压等级和容量以及网架结构的选择等。

　　目前，微电网规划方法通常是先通过建立合理与完整的规划模型，然后利用智能优化算法寻找分布式电源与储能系统的最优配置。文献[5]采用十进制遗传算法，建立全寿命周期净费用、可再生能源利用率以及污染物排放水平的多目标函数模型，对独立海岛微电网进行设计。

　　文献[6]建立以网损最小和年发电成本最低为目标函数的微电网规划模型，应用改进惯性权重的粒子群算法进行优化，提高了算法的收敛效率。

　　本文研究了包括负荷预测、接入方式、电压等级和容量以及网架结构的选择等关键点在内的微电网规划问题，并在PSCAD仿真环境下建立微电网模型及控制模型。仿真结果表明，该规划方法可靠实用，对工程实践具有一定的指导作用。

　　总结

　　我国的微电网技术研究还处于起步阶段，一些微电网所包含的技术体系还有待进一步明确和完善。本文初步探讨了微电网规划的几个关键问题，得出以下几个结论：

　　①对于处于规划期的微电网，建议采用改进的负荷密度法进行负荷预测；

　　②对于海上孤岛、偏远山区等地，建议采用孤网模式实现网内电能的自给自足。

　　③微电网系统的电压等级一般为低压或中压两个等级，容量由电压等级、输送距离等因素决定；

　　④在保证微电网内能量守恒的前提下，选择网架结构时还需综合考虑地理位置、DG特性、负荷特性等因素的影响。