摘要:隨着對供電可靠性、電能質量的要求不斷提高,人們對於利用分佈式能源系統發電的需求也在不斷增加。本文對分佈式能源系統微型電網技術進行了分析。
關鍵詞:分佈式能源系統;微型電網;技術分析;能源;電網
一、微型電網綜述
微型電網技術是在最近的幾年所興起的。其研究的人員從不同角度來詮釋了微型電網的概念。美國的Consortium for Electric Reliability Technology Solutions(電力可靠性解決方案協會)認爲:微型電網就是一個小型的電力系統,而這個系統又在公用的電網級別下,而通常是屬於配電網的服務範疇之列。但是它又在某種程度上能夠脫離配電網而獨立的運行。美國的Hatziargyriou N D和Dimeas A認爲:微型電網供電技術就是在利用一次能源來使用微型的電源供電並且儲能的裝置,是實現冷、熱、電三方相互聯繫的供電系統。Lasseter R H、 Paigi P. Microgrid 以及Lasseter R H也都認爲:微型電網就是由負載與微型電源所組成的、獨立的、可控的系統,它可以提供擁有較高質量的電能,還可以脫離配電網而獨立的運行。
二、整體能源系統中的微型電網
整體的能源系統當中IES有多種多樣的用途,電氣設備的供電、電力的驅動、製冷、供熱、以及照明和商業、公共建築物的室內空氣的送風、除溼等等。在IES的系統當中,如果使用IC(內燃機)、燃氣輪機或是燃料電池來發電,就可以使用吸收式的製冷機以及乾燥除溼器,還可以運用熱回收的裝置來產生蒸汽或者熱水,並回收餘熱以便於用來製冷、供熱和建築物之內溼度的控制,這樣就顯著的提高了能源利用的效率,而最高時可達85%。和傳統的供能系統相比較,能夠節省40%以上。因此在文獻資料當中會將這種系統定義爲建築物當中冷、熱、電聯供系統,大致上常用的有三種縮寫既:CHP (Cooling, Heating and Power for Buildings) 、CCHP (Combined Cooling Heating and Power) 以及BCHP (Buildings Cooling, Heating and Power)。而爲提高整體的能源系統當中IES的所供能源的可靠性,常常會使所有子系統並列的運行。
三、分佈式能源系統當中微型電網技術應用
1、微型電網的分佈式電源及接入模式
在國際上由於電力市場的拓展,在受到了發電投資的回報週期較長和幾次國際上大面積的停電所影響,新增的電源當中分佈式的發電設施,所佔比例正在呈現出強勁的上升的趨勢。在2000年全球的新增電源共110 GW,其中分佈式的發電佔比例約爲3%;到了2004年新國際上增加的114 GW當中,分佈式發電設施所佔的份額就上升到了7%左右,截止到2008年新增的120 GW當中,分佈式發電設施所佔的份額就會達到40%。所以,如何的應對分佈式的發電日益的發展,也是一個不容迴避的問題。
IEEE1547所含有的.分佈式能源的發電機組。如下圖所示,大概就有三種模式局部的電力系統Local EPS1、2、3與區域的電力系統Area Electric Power System (Area EPS) 互聯。局部電力系統1是負荷通過PCC直接受電的地方電力系統;局部電力系統2是分佈式電源通過PCC與Area EPS並列;局部電力系統3是分佈式電源和負荷通過PCC與Area EPS並列。當區域電力系統Area EPS比局部電力系統Local EPS強得多時,與Area EPS發電不同,這些可以視爲虛擬負荷的分佈式發電設備直接由用戶控制啓停,也不參與自動發電控制,只要在配網側安裝逆功率繼電器,正常時不向電網注入功率即可。
Area Electric Power System (Area EPS) 區域電力系統(Area EPS);Point Common Coup ling ( PCC) Area EPS連接的公共連接點(併網點);Point of DR Connection DR併網點;Local EPS1 局部電力系統1—負荷通過PCC直接受電的地方電力系統;Local EPS2局部電力系統2—分佈式電源通過PCC與Area EPS並列;Local EPS3局部電力系統3—分佈式電源和負荷通過PCC與Area EPS並列。對於局部電力系統Local EPS2、3,只要分佈式的發電機組啓動、停運以及異常、故障,對於區域電力系統Area EPS的影響明顯,就必須通過Area EPS與DR的互聯繫統ICS聯網。
2、微型電網的分佈式電源併網技術