农村微电网并网对配电网的影响

刘文娟 刘宵

摘要：随着我国经济社会的发展，在农村地区建立微电网，可以作为能源互联网进行补充，提升电力互联网技术进行协同控制，不断提升供电的可靠性以及效益，基于此，本文论述了农村微电网并网对配电网造成的影响。

关键词：农村微电网;并网;配电网

引言：

随着传统能源日趋减少，国家电网有限公司提出的一系列促进新能源消纳、推进分布式发电和智能电网建设的重要战略越来越受到人们的重视，微电网是可再生分布式电源与电网融合的有力支撑，对推动能源革命有重要意义。微电网可以有效调节各分布式电源之间的出力，平抑其波动性，并且能够与大电网进行有效交互，提高发电效率和电力系统稳定性，具有广阔发展前景。

微电网中包含大量分布式电源、储能系统以及控制系统，这些系统的协调优化对微电网优势的发挥起决定性作用。如何在保证微电网系统供电可靠性的同时满足微电网运行经济性和环保性成为当下微电网运行优化的研究热点。然而，现有的相关研究大多集中在微电网的静态调度上，缺乏对各时间点联系与影响的考虑;部分学者虽从动态角度较为全面地考虑了微电网运行的经济性和环保性，但是对于微电网中分布式能源的随机性仍考虑不周，无法满足多种能源形式下微电网多时间尺度运行的协调优化要求。

1 微电网技术定义

微电网是当下电力系统中新兴的一种电力网络结构，由于传统DEG分布式电力资源在接入电网与配电工作时，常常由于分布式电力资源的不稳定，给用户带来极大的不便。微电网技术很好地解决了这个问题。微电网技术应用下，可以将清洁电力资源转化为稳定的微电源，并根据用户的实际用电需求对电力负荷进行自动调节，将空余的清洁电力利用储能设备进行电力转化。微电网运行过程中，可以根据控制系统的指令，决定是否接入配电网。因此，微电网与主动配电网都是电力系统中不可或缺的一部分。

2 微电网结构和运行特点

2.1 微电网结构

微电网以分布式发电技术为基础，紧靠非集中资源或用户的微型发电厂，形成了具有结合用能管理及能阶利用技术的网络。

微电网是未来分布式能源的重要载体，也是大电网的有力补充，可作为一个整体实现孤网独立运行，也可以由主网协调控制在大电网中并网运行，提高了能源的利用效率，能够在大电网电能缺失时提供电能，提高了供电系统的可靠性。此外，微电网中分布式电源的应用减少了对环境的污染，且还能根据用户的需求灵活调整调度，与用户灵活互动，提供用户增值服务。微电网主要由灵活小型的分布式电源、提高系统稳定性的储能系统、各类用户以及具有调节能力的控制系统组成。

2.2 微电网运行模式及特点

微电网具有孤网运行和并网运行两种不同的运行模式。微电网孤网运行是指在调度计划需要或大电网发生故障时，微电网系统断开与主网配电系统的连接，由微电源、储能系统和负荷三者构成系统实现独立运行。离网运行模式下的储能变流器PCS，可以实现对微电网负荷的继续供电，在母线恢复供电的状态下光伏系统可继续发电，而储能系统仅对负载供电。

微电网并网运行是将微电网系统接入公用大电网中，闭合微电网断路器，使得微电网系统与主网配电系统实现电能交互的一种运行方式。光伏系统的接入提高了大电网中发电的平稳性，并网模式下的储能系统可根据需要同时实现充放电，通过控制装置可将微电网从并网运行模式切换到离网运行模式。

3 农村微电网并网对配电网运行的影响

农村地区供电分散，一类负荷较少，因此大多数配电网由单辐射线路构成，与城市配电网相比，存在着网架薄弱、供电半径较长、线损较大、安全可靠性较低等不足之处。同时，由于我国农村地域差异显著，各地能源分布和经济发展的情况有很大不同，生活习惯与住宅类型也有较大区别，因此微电网必然呈现出多样性，其并网将会改变配电网潮流的方向，对农村电网带来深刻的影响。

3.1 对配电网稳定性的影响

微电网既能从配电网中吸收功率，也能向配电网输送功率，从而改变了配电网中功率传递的单向性，将会影响配电网中电压和功角的稳定。

当微电网从配电网中吸收功率时，可将微电网看作一个可控的集中负荷，此时对配电网稳定性的影响可以忽略;当微电网向配电网输送功率时，随着微电网渗透率的不同，对配电网电压和功角稳定的影响程度也会不同。微电网的高渗透率将会对配电网的稳定性产生不利的影响，渗透率的大小主要取决于农村配电网的传输限制、微电源的容量、微电网并网的结构和位置、农村地区微电网的建设标准以及国家的能源政策等。

3.2 微电网与配电网的交互关系

微电网的建设会给配电网带来多方面的影响。在供电可靠性和新能源综合利用方面，微电网的建设对双方都有一定程度的帮助，二者不仅可以作为彼此在特殊工况时的备用，同时能够有效促进地区新能源的消纳。微电网的建设成本较高，同时还要考虑发电成本以及建设运行维护的支出，但此时网内用户的供电主要由微电网完成，供电服务收益由微电网运营商收取。配电网则因为微电网的建设，有效延缓了配电网的扩展建设，减少了配电网的建设运行维护成本。由于减少了一定的供电负荷，配电网也减少了燃煤燃气等机组的发电成本。以上相互影响中，微电网和配电网双方的利益关系呈现“非此即彼”的情况。因此，微电网与配电网交互电价的中长期交易可由两者间的成本效益关系量化得到。

3.3 对配电网可靠性的影响

农村配电网可靠性相对城市配电网较低，而微电网的引入将大大改善这一现状。一方面，微电网与负荷协调运行，一定程度上减小了配电线路的输送功率，增加了输电的裕度;另一方面，当配电网发生严重故障时，微电网可以脱离配电网孤岛运行，以减小停电面积和停电时间，提高配电网供电的可靠性。当然，微电网并网位置不恰当、微电网与配电网协调控制不当致使继电器误动作、微电网与配电网交换功率波动过大时，将会降低配电网的供电可靠性。

4 结语

构建主动配电网系统时，为了更好地发挥微电网的技术优势和工作价值，需要对配电网进行研究分析，找出最佳的运行配置方案，从而不断提高主动配电网的运行稳定性。通过配电网与微电网系统的结合，可以有效控制谐波、无功功率的影响，提高主动配电网系统的电力调度效能。

参考文献：

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