微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析與展望

盧鍵聰

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，也相應(yīng)衍生出較多新興事物。微電網(wǎng)的發(fā)展能夠提升能源有效利用率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。因此為了確保微電網(wǎng)運(yùn)行安全與可靠性，必須做好規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作。此次研究主要是探討分析微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng);規(guī)劃設(shè)計(jì);關(guān)鍵技術(shù);展望

隨著我國清潔能源技術(shù)的發(fā)展，并網(wǎng)容量也在急速上升。當(dāng)前，分布式電源并網(wǎng)極大沖擊了電力系統(tǒng)的發(fā)展。微電網(wǎng)可以通過分布式電源、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷之間的配合，提升能源并網(wǎng)的兼容性，以此提升供電可靠性。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比較，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃微電網(wǎng)時(shí)需要開發(fā)多種能源，并且做好優(yōu)化配置工作，以此確保微電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)的多樣性。分布式電源能夠自動(dòng)調(diào)控，且能夠?qū)ω?fù)荷用戶資源進(jìn)行控制，此時(shí)就會(huì)增加微電網(wǎng)運(yùn)行場景的復(fù)雜性，所以在規(guī)劃設(shè)計(jì)期間需要分析多場景與多元素的互補(bǔ)特性，協(xié)調(diào)微電網(wǎng)運(yùn)行，以此達(dá)到最佳規(guī)劃方案。

1 微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)

在規(guī)劃電網(wǎng)時(shí)，電壓選擇會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全造成直接影響，所以在選擇電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)保證電壓等級(jí)，合理選擇最佳方式?，F(xiàn)階段，微電網(wǎng)運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)過高電壓和過低電壓問題。當(dāng)出現(xiàn)安全事故之后，會(huì)加大電網(wǎng)損失。為了更好地處理該項(xiàng)問題，在電壓級(jí)別選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)際情況，并且等級(jí)的適宜性，避免產(chǎn)生安全事故。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)維護(hù)電網(wǎng)供電的合法性，滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合理規(guī)劃微電網(wǎng)內(nèi)容，并且建立和完善科學(xué)的處理機(jī)制。

1.2 負(fù)荷預(yù)測技術(shù)

地區(qū)用電量容易受到外部環(huán)境影響，大型社會(huì)活動(dòng)、電力設(shè)備故障以及天氣變化等因素都會(huì)影響用電量，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生變化情況。為了更好地處理上述問題，需要不斷積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，做好總結(jié)工作，尋找到新型預(yù)測方式。電力人員可以嘗試采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)主要對(duì)動(dòng)物神經(jīng)模擬的數(shù)學(xué)模型，以此達(dá)到信息處理效果。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠更好地計(jì)算和分析，因此可以有效預(yù)測電力負(fù)荷情況。其次，也可以應(yīng)用專家系統(tǒng)預(yù)測技術(shù)，在專家系統(tǒng)中知識(shí)庫的作用十分明顯，可以直接影響專家系統(tǒng)的使用價(jià)值。當(dāng)前，專家知識(shí)庫包含經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及原理理論知識(shí)等，可以將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理和評(píng)價(jià)機(jī)制實(shí)施建庫編碼處理，確保網(wǎng)絡(luò)管理的各項(xiàng)措施都能夠得到專家系統(tǒng)驗(yàn)證，高效完成比較類似的管理問題和評(píng)價(jià)問題。此外，電力人員也可以嘗試應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。該項(xiàng)技術(shù)方法中包含多種分類方法，所以在實(shí)際應(yīng)用期間會(huì)產(chǎn)生比較大的難度。一般情況下，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要包括反饋型和前饋型兩種[1]。前者主要是對(duì)前人所研究的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)再次進(jìn)行深入研究。當(dāng)前關(guān)于反饋型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究比較少。主要是對(duì)模糊自適應(yīng)共振網(wǎng)絡(luò)，模糊聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊認(rèn)知圖等進(jìn)行研究分析。前饋型與經(jīng)典前向網(wǎng)絡(luò)一致，該種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是將模糊信號(hào)由傳輸輸入向輸入傳送，在內(nèi)部運(yùn)算當(dāng)中主要是按照模糊算術(shù)和模糊邏輯方式進(jìn)行。通過應(yīng)用此種技術(shù)方法能夠有效避免人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的弊端與不足，建立完整的體系。

1.3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化屬于重要技術(shù)措施。在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)期間可以應(yīng)用T型接線與輻射型接線方式等不同接線模式規(guī)劃主網(wǎng)。以上接線模式具備簡單結(jié)構(gòu)，然而在實(shí)際運(yùn)行期間靈活性比較低。當(dāng)前，微電網(wǎng)網(wǎng)架接線模式比較多，不同接線模式均需要將接線進(jìn)行分段處理，以此提升電網(wǎng)線路的有效利用率，還能夠提升自動(dòng)化水平。所以在優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時(shí)，必須先對(duì)接線模式進(jìn)行優(yōu)化。為了對(duì)我國電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善，需要深入優(yōu)化和改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，對(duì)不同接線模式進(jìn)行調(diào)整。例如對(duì)于工業(yè)園區(qū)來說，在優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時(shí)需要應(yīng)用鏈?zhǔn)浇泳€方法。由于我國多數(shù)工業(yè)園區(qū)對(duì)于電力能源供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性要求比較高，以此維護(hù)工業(yè)園區(qū)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，通過鏈?zhǔn)浇泳€方法能夠有效維護(hù)安全與可靠要求[2]。在微電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化屬于關(guān)鍵技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可以有效滿足我國各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展要求。

1.4 綜合能源系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠有效聯(lián)結(jié)熱力網(wǎng)、電力網(wǎng)、交通網(wǎng)等，對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)，以此實(shí)現(xiàn)替代用能與多能互補(bǔ)。通過綜合能源系統(tǒng)能夠顯著提升可再生能源的有效利用率，降低綜合用能成本，以此降低污染物過度排放。用戶端綜合能源可以有效集成微電網(wǎng)。因此在規(guī)劃微電網(wǎng)時(shí)需要考慮到不同能源的優(yōu)化調(diào)度與配置問題，在此基礎(chǔ)之上提出能量流的科學(xué)計(jì)算方法。在能源互聯(lián)政策實(shí)行下，我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)將新型能源生產(chǎn)與消費(fèi)作為核心發(fā)展內(nèi)容。在規(guī)劃微能網(wǎng)時(shí)需要突出電網(wǎng)主體地位，兼顧不同能源形式，以此建立需求響應(yīng)模型。在規(guī)劃微電網(wǎng)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重綜合能源創(chuàng)新，有效協(xié)調(diào)微電網(wǎng)與主網(wǎng)之間的兼容性與互動(dòng)性，深入融合互聯(lián)網(wǎng)與信息。

2 微電網(wǎng)技術(shù)的未來展望

2.1 協(xié)同規(guī)劃配電網(wǎng)-微電網(wǎng)

首先，對(duì)于微電網(wǎng)特性與負(fù)荷形態(tài)來說，需要建立系統(tǒng)故障恢復(fù)模型，電壓調(diào)節(jié)模型以及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模型等。并且探討故障處理措施的微電網(wǎng)與配電網(wǎng)評(píng)估技術(shù)。通過分析和研究微電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)特點(diǎn)，建立電壓無功優(yōu)化模型。其次，由于考慮到微電網(wǎng)規(guī)模與類型，以此探索供電區(qū)域規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)配電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間的協(xié)同規(guī)劃，提升電力供應(yīng)可靠性，加強(qiáng)供電質(zhì)量。

2.2 微電網(wǎng)模塊化設(shè)計(jì)

當(dāng)前鮮少有學(xué)者研究微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)，因此示范工程設(shè)計(jì)中不具備統(tǒng)一建設(shè)模式與技術(shù)原則，多數(shù)人員直接套用定制化設(shè)計(jì)方案。盡管此種方案具備較強(qiáng)的個(gè)體性，但是在建設(shè)周期、設(shè)計(jì)質(zhì)量以及通用性方面均不理想，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施期間降低可再生能源有效利用率，還會(huì)影響能源系統(tǒng)的合理應(yīng)用。所以需要深入研究和分析微電網(wǎng)模塊化設(shè)計(jì)理念，以此形成配置微電網(wǎng)，提升設(shè)計(jì)方案的典型性與科學(xué)性。所以在對(duì)微電網(wǎng)實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)分析和解決典型設(shè)計(jì)方案、架構(gòu)與組合優(yōu)化配置以及功能劃分等問題。對(duì)于功能劃分問題來說，需要確保微電網(wǎng)配置靈活性，以此開展分類研究?；诳刂拼胧?、電壓等級(jí)與供電模式分類微電網(wǎng)模塊，將功能一致的模塊建立單一，注重特性參數(shù)、功能以及系統(tǒng)約束設(shè)定，以此形成微電網(wǎng)模塊庫[3]。針對(duì)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案來說，需要分析維護(hù)成本投資成本問題，可以將不同功能需求與運(yùn)行模式的模塊納入到統(tǒng)一方案中，以此提升微電網(wǎng)設(shè)計(jì)模塊集成度，便于后期應(yīng)用與分析，進(jìn)一步加強(qiáng)擴(kuò)展性。

2.3 分層分區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)

相比于單網(wǎng)中所包含的若干個(gè)微電網(wǎng)來說，微電網(wǎng)群存在多個(gè)互聯(lián)的微電網(wǎng)，因此具備多樣化運(yùn)行方式、交直流特性以及組合模式。在設(shè)計(jì)和規(guī)劃微電網(wǎng)群時(shí)必須按照分層分區(qū)原則。此種設(shè)計(jì)理念能夠立足于微電網(wǎng)運(yùn)行控制與資源配置，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)目標(biāo)劃分為不同子任務(wù)，相互獨(dú)立存在，且利用微電網(wǎng)群能夠相互關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過分層分區(qū)設(shè)計(jì)理念減少規(guī)劃難度，提升資源的有效利用率，有效處理微電網(wǎng)設(shè)計(jì)問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展背景下，微電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作極易受到外部環(huán)境影響。因此電力人員必須注重該項(xiàng)工程的科學(xué)性和合理性，以此促進(jìn)微電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作的長久有效發(fā)展，提升用電質(zhì)量與穩(wěn)定性，加大電網(wǎng)建設(shè)力度。

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