微电网研究综述-solarbe文库

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2014 年 5 月（上）[摘要 ] 微电网是分布式发电、负荷、储能装置及控制装置构成的一个单一可控的独立发电系统，是我国电网建设中一种新型的网络结构。是应对目前能源、资源问题的有效途径。国内学术及研究机构对微网的研究主要集中在微电网的经济性运行、微电网的核心技术研究、微电网的优化调度以及并网运行等领域。各研究表明从经济性层面看微电网发展符合国家节能减排政策、提高发电效率；从技术层面看微电网仍面临并网输电时需要克服新能源中风能、太阳能等发电的不稳定性难题；尽管如此，成熟的微电网不仅可以提高电力系统的可靠性和稳定性，而且有助于减轻当今越来越严重的雾霾问题。[关键词 ] 微电网；经济运行；核心技术；优化调度；并网运行微电网研究综述赵磊曾芬钰王霜（上海电力学院，上海市 200090）一、微电网的经济性运行众所周知，微电网的研究及发展归根结底是为了解决目前全球性能源资源紧张，环境污染日益严重的问题。因而，微网发展经济性问题就成为发展微电网需要解决的首要问题。贺鹏，艾欣（ 2012）分别从微电网的成本及经济性等方面阐述了微电网与传统电网在经济方面的区别，目前典型的经济调度模型是美国 CERTS 提出的分布式电源用户侧模型（ DER-CAM ）。微电网的建设势必将会引起人们对微电网的成本及收益的思考。璟杨海晶，王等（ 2013）通过实验，以 “ 金太阳工程 ” 项目为案例验证微电网的收益能力，微电网后期发电成本会以每年 6至 10 的趋势下降。所以前期应主要通过财政补助来实现微电网成本回收，充分鼓励用户利用新能源。 [ 1]茆美琴，孙树娟，苏建徽等（ 2011）提出了将电动汽车加入微电网的设想，电动汽车在接入微电网时具有两方面作用 1）充电时可作为是负载； 2）也可作为电源对微电网进行供电。电动汽车不仅减少了微电网投资费用，而且提高了供电的可靠性。 [2]只有当微电网的建设深入到寻常百姓及社会普通住宅区中，才会实现微网的节能、高效、等作用。 ToruKobayakawa （ 2013）以印度Sagar 岛的微电网数据为基础，分别从村民的家庭里成员的教育背景、家庭收入水平、购买煤油支出等方面进行分析论证影响微电网建设的原因主要是初装费用或税费太高，其次才是微电网的链接质量问题。这可为我国微电网的投资建设区域提供一个大体依据。微电网在经济方面存在着巨大的发展潜力。虽然微电网的建设存在着前期投资较大、居民接受情况等一系列问题，但微电网发展的趋势是不变的，尤其是微网在节能减排、提高用电效率等方面存在着的巨大优势。二、微电网的核心技术研究从微电网整体来看，刘文，杨慧霞等（ 2012）指出，目前微电网的关键技术主要包括新能源的接入、电力设施、控制技术、储能技术等方面。在实验基础上李瑞生（ 2013）得到更深一层的结论微电网并离网与运行控制等技术是当前微电网发展的关键技术。 [ 3]另一方面，张章，宋海峰（ 2011）指出储能是实现微电网可靠运行的重要手段。目前，从技术成熟度来看，铅酸蓄电池是目前最佳选择。在并网技术方面，杜秀丽，黄琦等（ 2009）认为并网逆变器可以通过无功补偿和谐波抑制等方式改善电能质量。理想并网逆变器应具备传送无功功率、传送有功功率和谐波抑制 3 种工作模式。 [ 4]并网逆变器在并网运行时起到了关键作用，保证了电力系统的稳定运行。以上微电网运行的关键技术不外乎在于储能技术、并网运行、电能质量等几个问题。其中储能技术到目前为止国内的研究已经取得了重大突破，在并网运行方面的相关技术也日趋成熟，在优化调度方面国内外的相关研究也越来越多。三、微电网的优化调度随着对微电网研究的深入，由于微电网中的分布式电源特性各异、种类繁多。如何在配电网中确定合理的分布式电源结构，有效利用各种类型电源，成为迫切需要解决的问题。微电网是一个多对象、多目标的联合体，在微网优化运行方面郗宏伟（ 2013）研究了基于微分免疫算法的微电网优化运行方法，指出微电网优化运行是一个非线性、多目标的问题。从需求侧方面，周晓燕、刘天琪等（ 2013）基于实际风光资源和微电网运行成本数据，采用模糊评价函数并以河北承德风力发展基地全年发电量数据为算例得出结论在满足负荷需求和分布式电源出力限制的前提下，提高了全网经济性和安全性。 [5]不同的控制策略、优化目标都决定了微电网的优化结果。白峪豪（ 2012）采用主网供电、供热方式，在基于状态迁移的粒子群优化方法下得到结论合理配置分布式电源可以有效地削峰填谷，与传统电网相比微电网供电带来了明显的环境效益。 [ 6 ]陈健，王成山，赵波等（ 2013）采用改进型非劣排序遗传算法寻求最优配置方案得出对于环境保护要求较高的地区，可适当提高环境成本的权重系数；对于注重经济效益的地区，可加大成本的权重系数。总的来说，通过不同的目标和要求，设置不同的权重系数，这对微电网优化会更有效、合理。 [7]微电网优化调度的关键就是在各种分布式电源之间实现最优化配置，而实现最优化调度中的关键就是建立最优化数学模型。在采用经济类分析时容易产生较大误差，但方法更容易掌握。而遗传算法的分析结果更加准确。所以，在只是分析大体趋势时最好采用经济学分析方法，相应的，在对分析结果要求准确时最好采用遗传算法及微分算法。四、微电网的并网运行微电网有孤岛运行与并网运行两种方式。相对于孤岛模式，并网运行时微电源可以始终运行在最大功率点处，电源逆变器输出电能必须满足电网电压幅值、频率和相位一致。微电源并网发电既能最大限度合理地利用新能源，又能解决用户不断增长的用电需求。微电网与大电网并网之后，二者之间相互影响。魏于萍（ 2013）认为微电网技术能够解决传统分布式电源的分散接入、单独并网所带来的整体不受控问题，有利于提升电网可控性。有利于在孤岛运行与并网运行之间平滑切换。 [ 8]除去并网和孤岛两种运行模式外，李富生，李瑞生，周逢权等（ 2013）指出还应有微电网过渡阶段。过渡阶段包括由并网转离网的解列过渡阶段、由离网转并网过渡状态和停运过渡状态。同时还提出微电网的并网运行的主要功能是实现经济优化调度、配电网联合调度、间歇性分布式发电预测、负荷预测。 [9]至此为止，关于微电网的核心技术以及其控制并网的相关技术指标都已得到大致地总结，其中并网稳定运行与控制成为微电网的核心甚至影响着了微电网的发展。微电网的发展更加利于中国未来电力系统发展和超高压电网的建设需求。五、微电网面临的问题和发展前景当今，微电网已经成为世界各国争相发展的新兴电网结构，美国、日本等国家已经形成了一系列严谨的理论与模型结构。武星，殷晓刚，王景等（ 2013）指出在中国，微电网的发展与可再生能源的发展密不可分。但目前还有许多问题丞待解决首先，缺乏相关（下转第 235 页）230TECHNOLOGY WIND管理模式，还解决了冗繁管理机制所造成的效率低下问题。对于一个规模比较大的工程，如果设置三个评级办公室，每个办公室都有一个完整的 “ 三个部门和一个办公室 ” ，将会导致巨大的人力，可以影响管理混乱，混乱的现象将导致严重的工作。但如果精简机构，实行一体一级的管理制度，抽掉近三分之二的人员，就会大大增加工程最大利润。站点景观管理模式，使用分包模式下，每个施工队伍建设，因此，项目部门人员主要集中在主要角色在施工质量监督施工进度，协调和技术指导。（二）完善管理制度工程经济的管理必须避免与之相适应的粗放型工程建设管理模式，要想取得可观的经济效益，必须制定一套切实可行的管理制度。正如硬币的两面性一样，任何类型的管理系统也有其积极和消极的两个方面系统的激励和约束。应该总结现场物料管理、设备管理、质量管理、进度管理、成本管理、合同管理和索赔管理施工现场管理体系。（三）成本控制的核算、分析和考核完善企业内部建设合同机制，控制成本，提高成本控制的综合效益。只有根据国家法律、法规、施工设计图纸、项目招标书和设计规范数据的成本项目和科学合理的措施，有针对性、可操作性和实际工程价格相当好。经过科学合理的成本控制分析可以被编译成控制计划，然后项目成本控制提供了依据。只有在实际操作过程中，应该根据不同的管理方法和措施，通过施工组织计划，经济管理的合理化，提高施工技术和经济管理详细研究合同条款，为了计算一个更好的效果。施工组织设计是工程造价管理与控制的主要方面。施工技术是整个工程的过程，所以应该从招标开始分析和制定施工技术方案。技术部门应该为经济分析每个可能的技术解决方案，以便选择经济合理的技术方案，这样才能不顾此失彼。（四）工程成本与生产进度、质量、安全之间的关系工程成本和工程的进度、质量、安全之间是互相约束的。对安全的投入是必不可少的，小小的安全投入，却能产生巨大的社会效益和经济效益。如果将安全忽略，一旦出现巨大事故，就要付出更大的成本代价，对工程自身以及公司造成的影响是不可估量的。所以只有安全措施搞上去，工程的进度和质量才能上去，也才能真正使社会、经济效益的回报大于投资。六、结束语最后，作为一门综合型的学科和知识，工程经济管理涉及的门类广泛而不空洞，其要求管理人员的素质要高，要求项目部的组织机构精简且有效率。从这两方面入手，工程经济管理将能在轻松愉快的氛围中实现效率和收益的双赢，这才是现在提升企业工程经济管理水平的新方法，新途径，新模式。以上只是本人总结近年来经济管理经验的一点粗浅体会，供大家参考，不足之处敬请批评斧正。[参考文献 ][1] 吴岩真 .试论建筑工程经济在工程管理中的应用 [J].华章 ,2010.[2] 代海艳 .建筑工程经济探析 [J].技术与市场 ,2011.（上接第 230 页）国家政策的支持；其次，微电网的关键技术尚不成熟。 [10]在技术方面，杨梅（ 2013）认为在未来微电网的工作中 1）潮流分析考虑的还有待完善；2）微电网的经济运行分析模型还有待完善。微电网具有着广阔的发展前景。陈永淑，杜雄等（ 2009）认为微电网未来可能的研究方向有 1）微电源并网运行的同步控制；2）微电源对电网电能质量的影响及控制；3）不同类型电源的最优控制等。 [11]李富生，周逢权等（ 2013）认为微电网中的各种分布式发电和储能装置的使用不仅实现了节能减排，也极大地推动了我国的可持续发展的战略。微电网的发展顺应了我国大力发展新能源、智能电网、超高压输电的要求。 [ 12]作者简介赵磊， 1989 年出生，男，上海电力学院，硕士研究生，研究方向为微电网、电力经济；曾芬钰， 1966 年出生，女，上海电力学院，教授，经济学博士，研究方向为电力及能源经济；王霜， 1990年出生，女，上海电力学院，硕士研究生，研究方向为电力经济、电力安全。[参考文献 ][1] 杨海晶 .以光伏发电为代表的微电网的经济运行评估 ,载电力电子技术 ,2013.[2] 茆美琴 .包含电动汽车的风／光／储微电网经济性分析 ,载电力系统自动化 ,2011.[3] 李瑞生 .微电网关键技术实践及实验 ,载电力系统保护与控制 ,2013.[4] 杜秀丽 ,黄琦 ,张昌华等 .基于微电网的并网逆变技术研究综述 [J].浙江电力 .[5] 周晓燕 ,刘天琪 ,李兴源等 .含多种分布式电源的微电网经济调度研究 [J].电工电能新技术 ,2013.[6] 白峪豪 .含分布式电源的微电网经济调度模型研究 .浙江大学硕士学位论文 ,2012.[7] 陈健 .考虑不同控制策略的独立型微电网优化配置 ,载电力系统自动化 ,2013.[8] 魏于萍 .基于微电网并网技术研究现状初探 ,载中国高新技术企业 ,2013.[9] 李富生 ,李瑞生 .微电网技术及工程应用 ,中国电力出版社 ,2013.[10] 武星 .中国微电网技术研究及其应用现状 ,载高压电器 ,2013 年 .[11] 陈永淑 .微电网控制研究综述 ,载中国电力 .2009.[12] 李富生 ,李瑞生 ,周逢权 .微电网技术及工程应用 ,中国电力出版社 ,2013.[13] Md Razibul Islam.基于控制系统设施保护策略的微电网安全研究 .载智能电网和可再生能源 ,2012.[14] 周念成 ,池源 , 王强刚等 .含非线性及不平衡负荷的微电网控制策略 [J].2011.[15] Toru Kobayakawa,TaraC.Kandpal.Photovoltaic micro-grid in a remote vil-lagein India Surveybasedidentification of socio economic andother character-istics affecting connectivity with micro-grid[J]. 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