微电网与主网电力交换频次及分布特征浅析

摘 要：本文就微电网与主网电力交换频次及分布特征进行仿真分析，验证了新能源微电网中各电源及储能项目容量配置的合理性。

关键词：微电网；新能源；电力交换；频次

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.185

1 引言

新能源微电网具有将电源、负荷、储能等多个系统联合运行的特性，本文以内蒙古西部地区某微电网示范项目为例，对微电网与主网直接的电力交换进行了仿真分析。

2 电力负荷预测

2013年该微电网项目区域全社会用电量为231770MWh。其2013年产业结构为6.7/76.9/16.4，对应用电结构为0.34/89.39/7.19/4.59。利用电力弹性系数法（电力弹性系数为1.0），预测到2020年该区域全社会用电总量达到466181MWh，最大负荷利用小时数约为7400小时，最大用电负荷为63MW，负荷峰谷差为22.4MW。

3 设计原则

根据该微电网示范项目配置的风电、光伏和储能设施的容量，结合设备特性，对风、光、储、风电供热进行联合运行研究，最大程度的实现该微电网中电源电力的本地消纳。

4 微电网仿真运行分析

4.1 基本参数

风电装机14万千瓦，风能发电量综合折减系数取0.65，风电年内月出力变化曲线见图1，从图中可以看出：1月～5月，10月～12月风场出力较高，6月～9月风场出力较低。风场出力4月最大为6.7万kW，风场出力7月最小为3.3万kW，风场出力呈明显的“冬春大、夏秋小”的规律。

光伏发电4万千瓦，光伏发电量综合折减系数取0.80，微电网项目中光伏年内月出力变化曲线见图2，從图中可以看出：4月～8月光伏出力较大，10月～12月和1月～3月较小，其中12月达到最小。

压缩空气储能1万千瓦×8小时，额定工况下最佳运行效率为59.5%；全钒液流储能1万千瓦×8小时，额定工况下最佳运行效率为70%；风电供热3万千瓦。

4.2 仿真结果分析

（1） 渗透率。功率渗透率：微电网可再生能源额定装机为18万千瓦，微电网年峰值负荷为8.3万千瓦（包括风电供热的用电负荷），则功率渗透率为216.87%。电量渗透率：微电网可再生能源总的发电量为48926.12万千瓦时，本地消纳电量为38317.12万千瓦时，总的负荷用电量为49010.76万千瓦时，则电量渗透率为78.14%。

（2）微电网与主网电量交换频次仿真分析。根据建模仿真分析数据结果，微电网向主网上送盈余电量比例为21.68%，全年出现385次；从主网接受电量比例为21.91%，全年出现438次。

上送主网盈余负荷出现在0～8万千瓦之间，负荷越大出现的时间越少。上送负荷在0～3万千瓦之间的时间占全年上送总时间的53.35%，在3～6万千瓦之间的时间占43.89%，在6～8万千瓦之间的时间占2.75%，详见图3。在缺电时接受主网负荷在0～7万千瓦之间，同样是负荷越大出现的时间越少。接受负荷在0～3万千瓦之间的时间占全年接受总时间的65.31%，在3～7万千瓦之间的时间占34.69%，详见图4。

通过以上分析，微电网与主网交换频次较为合理，交换负荷主要在中低负荷之间。最大上送负荷的交换功率为7.45万千瓦，最大接受负荷的交换功率为6.82万千瓦，均在集群与主网连接线路及配套设施的保证范围之内。

5 结论

通过以上分析可知，该微电网中风电、光伏、储能设备结构配置较为合理，与当地负荷特性及风光资源特性较为匹配，微电网与主网交换频次较为合理，在保证微电网区域用电稳定的同时，可以充分利用当地丰富的风光资源，充分实现了微电网的自我消纳功能。

参考文献：

[1]徐青山.分布式发电与微电网技术[J].人民邮电出版社，2011.

[2]李富生，李瑞生.微电网技术及工程应用[J].中国电力出版社，2012.

作者简介：张建宇（1979-），男，内蒙古商都人，硕士研究生，工程师，主要从事新能源相关工作。