浅析微电网的发展及应用
刘玮
（郑州祥和集团有限公司河南郑州450000）
.分布式发电是充分开发和利用可再生统源的理想方式，是大电网远距离传输电能的有效称充.开展微网技术的研究是推动可再生能源开发 要：目前，我国新能源发电工现出“火规模集中开发、高压输通、大规模消纳”与“分数开发、低电压接入、就地消纳”并举的发展造与利用的有效建径之一，周此，摄电同的道行和控制也受到起来起多地关注，
关键词：新能源分布式电源微电网
中图分类号：F426.61文载标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)09-0060-02
引言
就界领先地位.有目本学者提出了灵活可靠性和智能能量供给系统
安全性、经济性、可持续性是人类面临的重大挑战，为应对上述挑开发和利用.
战，实现能源可持续发展，各国政府极其重视新能源，可再生能源的的发展前景，我国电网建设和发展将进人推进电力资源尤其是可再 中国微电网的发展尚处在起步阶段，微电网在中国也有着广阔储能和负荷组合在一起构成微电网，进面再将其与输配电网集成， 生能源在更大范围内优化配置的新阶段，其标志是将分布式发电、形成一种全新的电网结构体系.
1、微电网提出的背景和意义
分布式发电（DG）也称分散式发电或分布式供能，一般指将相十千瓦到儿十兆瓦、所用的能源种类很丰富，包括太阳能，风能、生种提高与改着，是对大电网的有益补充.物质能等.
对小型的发电/储能装置（50MW以下）分散布置在用户（负荷）现场中可以看出，致电网的形成与发展绝不是对传统集中式、大规模电 从各国对未来电网的发展战略和对微电网技术的研究与应用或附近的发电/供能方式，分布式发电的规模一般不大，通常为几网的变第，面是代表着电力行业在服务、能源利用、环保等方面的一
3、微电网关键技术
极的辅助作用，一个较好的解决方法就是把分布式发电和负荷一起 为了降低分布式发电带来的不利影响，同时发挥分布式发电积的研究，并结合电力系统用户对电能质量的要求和电力系统的发展趋势，于本世纪初提出了微电网的概念.
作为配电子系统，学者们通过对分布式发电技术与分布式储能技术此微电网的研究受到越来越多的关注，由于微电网具有灵活的运行 由于微电网是分布式发电设备接入和管理的一种有效形式，因方式与高质量的供电服务，离不开完善的稳定与控制系统，控制问存在许多需要克服的技术难题.微电网中主要的关键的技术包括 题也正是微电网研究中的一个难点间题：此外，当前微电网本身还电力电技术，故障检测与保护技术，通信技术等.
故障突然解列时，微网还能够维持对自身内部的电能供应，故障 微网相对于大电网表现为单一的受控单元，当微网与主网因为失后能自动恢复并网运行.微河技术就是以可再生能源发电装 置为主要供电电源的能源利用技术，它将一定区城内（一个街区或若干单位）拥有的发电资源，例如自行供电的发电设备或备用发电 机组、太阳能发电装置，风力发电设备等微型电源联结起来共间向各用户供电，形成一个公用电网与微网联合运行的电力系统.与大型电网单独供电的方式相比，微网与电网联合运行可以缓解电网峰 荷时期的供电压力，充分利用电网中各种发电设备的容量，提供多种辅助服务，同时也可延缓建设集中输配电系统，提高联合系统的 供电可靠性及运行经济性，因此，开展微网技术的研究不但有利于推动新能源和可再生能源的开发与利用，对电力工业本身的发展也
具有重要的现实意义，
3.1电力电子技术
电力电子技术是开发各类可再生能源和发展分布式发电的关键技术之-.光伏电池、风机、燃料电池、储能元件、高频燃气轮机等 都需要通过电力电子变换器才能与微网系统网络相连接，这些变换器可能既包括整流器也包括逆变器，也可能仅是一个逆变器，变换 其有响应速度快、惯性小、过流能力弱等特性，这使得微网能量管理的控理念与常规系统有很大不同，进变器的运行控制成为微网研究的一个重要方画，静态开关置于连接微网与主网间的公共连接 点处，在发生一些主网故障、定义的事件或电能质量事件时，静态开事件消失时，它也应自动实现微网与主网的重新连接.它除了需要 关应该能自动地将微网切换到孤岛（自主）运行状态，此后，当上述具备开关功能外，还需具备常规电力系统中由继电器，数字信号处理器（digitalsignalprocessor，DSP）及其它硬件等提供的保护、测量
2、各国微电网发展现状
为一个新的技术领域，微电网在各国的发展呈现不同特色，在及通信功能.欧美一些发达国家，数电网的研究已经取得了突破性的进展.
3.2故障检测与保护
分布式能源单元的引入使得微网系统的保护控制与常规电力并且是众多微电网概念中最权威的一个，由美国北部电力系统承建系统中的保护控制在研究对象和控制方法、策略上有黎大不间，常 的MadRiver微电网是美国第一个微电网示范工程，初步形成关于规的保护控制策略是针对单向潮流系统的保护，面在微网系统中潮微电网的管理政策和法规等，为将来的微电网工程建立柜架，这些流可能双向流通，且随着系统结构和所连接的DG单元数量的不间，研究都促进了微电网的发展，目前，欧测已初步形成了微电网的运故障电流级别将有很大不同，传统的继电保护设备可能不再起到应 有的保护作用，甚至可能导致这些保护设备报坏，因面需要研发能
美国电力可靠性技术解决方案协会最早提出了微电网的概念，行、控制、保护、安全及通信理论.
网研究，但其发展目标主要定位于源供给多样化，减少污染，满足用 日本在国内能源日益紧缺、负荷日益增长的背景也展开了微电够在完全不同于常规保护模式下运行的故障检测与保护控制系统.户的个性化电力需求.当前日本在微电网示范工程的建设方面处于
3.3通信技术
通信技术直接关系到微网能否提供更快的辅助服务，在响应特
年用
性不同的设备间建立连接成为网关投术面临的挑战.对低消耗、高性能、标准型网关的需求和通信协议的标准化是能量管理系统开发 中的一个重要组成部分.
3.4微网三层控制策略
当前较为完著的微电网控制策略为微电网控制和管理的三层体系，即分别从微电网调度管理层，微网集中控制层、分布式电源就地控制层三个层面进行全面的控制和管理，
三层控制策略如下图所示：
其中就地控制层由分布式电源就地控制器组成，完成分布式电源对频率和电压的一次调节.
微网集中控制层由微电网集控控制器实现对分布式电源、负荷的综合控制和调节，实现并网时的电压管理、离网暂态时的切机切 负荷实现并离网的平滑过渡，以及离网后整个微电网电压频率的维持等.
微电网调度管理层通过微电网集中管理系统实现整个微网的
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星的测试项目及内容的需要，并提供优异的TCP/IP网络通讯能力 及对其它工具软件的调用功能.
筛选，最终选用如下方案进行测试软件的开发及实现. 针对以上三种类型的较件需求，经过对各种开发平台进行比较
2.3.1银实时类型的融件（动力学信真积件）的实现
行软件的开发.动力学伤真计算机的上位机运行MATLAB和 使用TomadoVxWorks及Matlab/Simulink中的RTW工具进VxWorks集成开发环境Tornado：动力学仿真计算机上运行 VxWorks实时操作系统：两者通过网络方式连接，采用TCP/IP协议进行通信.在VxWorks中开发动力学仿真计算机中相关硬件的驱动， 并将该部分驱动封装至Simulink中，并与卫星动力学模型进行链接、编译及调试，然后利用RTW将Semuirk中最终生成的卫星动力学模（模型名，lo），通过Tornado开发环境将代码下载至动力学仿真计算 型及接口程序编译成可在VxWorks操作系统中运行的实时目标代码机中运行，目标代码运行时采用RTW的外部模式，仿真过程中仿真 数据通过网络及时传送至数据库服务器.仿真应用软件开发完成后，VxWorks可以脱离Tomado立运行，实现乎物理仿真的功能.
2.3.2求集控制软件的实统
在Windows操作系统上采用LabVIEW平台进行软件的开发.LabVIEW是NI公司开发的一种高效、强大的图形化编程语言，提供 了众多功能强大的工具包和函数，其内置的高精度定时和同步函数LabVIEW面向对象技术开发上层架构，使得该软件在经过少量的 能够调足实时性的要求，在采集控制软件设计过程中使用适应性修改后即可以满足不同卫星测试的需求，具有很好的易维护性、易扩展性.
万方数据
监视，经济调度、分布式发电预测，并与配网调度系统配合实现整个配电系统的经济安全运行，
5、结语
在能源日益紧缺的背景下，可再生能源，新能源的开发利用普遍受到重视，微网在提高供电可靠性，改善电能质量、节约能源与环 保等方面的突出优点都决定了微网的研究具有现实意义和价值，也将是今后电力系统发展的重要课题.
设是智能电网的基码，世界各国在微电网系统建设中都提出了不同 微电网技术是新一代智能电网的重要组成部分，微电网系统建的设计方案和构想.中国在微电网系统建设领域目前正处于高速发 展期和校术储备期，相信在未来的儿年内微电网系统的建设及推广会提到更高的高度，因此，需要对微电网整体方案及相关技术微深平和效益. 层次的研究，满足智能电网建设的需要，提高微电网系统的运行水
参考文献
[1]那漳华，艾华，电网的研究观状及在我国的应用前景[3].电网技 术 2008 32(16).[2]消宏飞刘士荣等，微型电网技术研究初探[].电力系统保护与控 制.2009 37 (8).[3]鲁宗湘，王彩霞等，微电网研究综述[J].电力系统自动化_2007.19.(12). [4]孔力，齐惠平等，新型电网-微电网研究综述[J].继电器，2007 6[5]麻轨，韩继明等，浅谈微电网[J].工程技水 2009，15.33(11). [7]国海，苏建徽等，微电网技术研究现续[J].四川电力技术，2009 32(2).
[6]丁明，张额媛等，微网研究中的关健技术[J].电网技术，2009，
2.3.3服务平台软件的实现
台软件采用分层结构设计，分为数据层、逻辑处理层以及用户界面 在Windows操作系统上采用C#平台进行软件的开发.服务平层，鉴于仿真测试需要采集，解析多种类型数据，采用设计模式中的 简单工厂模式，以润足不同需求，并减少代码中分支，提高软件执行效率.另外，在服务平台软件的设计过程中，将AOCS的测试项目及内容生成配置文件，软件可以直接调用相应的配置文件来完成操作 界面的生成及配置，这样对于不同的星只需生成相应的配置文件即可，软件不用进行很大的改动.
3、试验验证
仿真测试系统研制完成后，按照图1将测试系统与AOCS通过测试电缆进行连接，构建AOCS半物理仿真平台，半物理仿真测试 时采取卫星模拟飞行流程，在同一坐标系下将卫星姿态的动力学数据，卫星遥测以及全数学仿真数据进行对比，来验证测试系统的要求. 功能.半物理仿真试验的结果表明该仿真平台完全满足工程应用
4、结语
理仿真通用化测试系统的设计，不仅节省了研制时间，还提高了测 本文中应用自动化测试技术，实时系统技术完成了AOCS率物试效率.面且，通过试验证明，该测试系统不仅可以完成AOCS接口测试，开环测试及闭环测试等多种功能及性能测试，面且具备统一 的硬件和软件接口，针对不同的卫星，只需要增减部分功能模块及外部电缆并加载不同的配置文件即可进行半物理仿真测试，达到了 构建通用化半物理仿真测试系统的目的.
