微电网从结构上可分为分布式发电环节、电能存储环节和负载消耗环节,以下是对这三个环节的详细阐述:
1、分布式发电环节
能源形式:分布式发电(Distributed Generation,DG)可以是以新能源为主的多种能源形式,如光伏发电、风力发电、水力发电、燃料电池、电动汽车电池等;也可以是柴油机发电;还可以是热、冷、电联产形式存在,就地向用户提供热能,提高DG利用效率和灵活性。
特点与优势:分布式发电通常靠近负荷中心,减少了电能传输的距离和损耗,由于其分散性,可以提高供电的可靠性和灵活性,当大电网出现故障时,分布式发电系统可以独立运行,为关键负荷提供电力保障。
应用实例:在偏远地区或岛屿上,由于远离主电网,分布式发电系统(如风力发电、太阳能发电等)成为主要的电力供应方式,又如,在医院、数据中心等对电力可靠性要求较高的场所,分布式发电系统可以作为备用电源,确保在停电时能够持续供电。
2、电能存储环节
储能方式:储能装置可采用各种储能方式,包括物理储能(如抽水蓄能、飞轮储能等)、化学储能(如锂离子电池、铅酸电池、液流电池等)以及电磁储能(如超级电容器等)。
作用与价值:电能存储环节在微电网中起着至关重要的作用,它可以平滑分布式发电的间歇性和波动性,提高电能质量;在负荷低谷时储存多余的电能,在负荷高峰时释放,起到削峰填谷的作用;储能系统还可以作为应急电源,在电网故障或停电时为重要负荷提供临时电力支持。
应用案例:在一些配备有太阳能发电系统的居民小区或商业建筑中,锂离子电池储能系统可以在白天储存多余的太阳能电力,晚上或阴天时释放使用,提高太阳能的利用率并减少对电网的依赖,在风电场中,储能系统可以储存风力发电产生的多余电能,稳定风电输出功率,提高风电并网的稳定性和可靠性。
3、负载消耗环节
负荷类型:负荷包括各种一般负荷和重要负荷,一般负荷如居民用电、商业用电等,对电力供应的可靠性和质量要求相对较低;而重要负荷如医院、通信基站、交通枢纽等,对电力供应的连续性和稳定性要求极高。
负荷管理:在微电网中,需要对不同类型的负荷进行合理管理和控制,通过需求响应策略,鼓励用户在电网负荷高峰时段减少用电,在负荷低谷时段增加用电,以实现负荷的优化分配和电网的稳定运行,对于重要负荷,应配备双电源或多电源供电,确保在任何情况下都能获得可靠的电力供应。
实际应用:在工业领域,一些可中断负荷(如某些非连续生产的工业设备)可以在电网负荷紧张时主动停止运行,以减轻电网负担并获得相应的经济补偿,而对于数据中心等重要负荷,通常会采用不间断电源(UPS)和备用发电机组等多种供电方式,确保数据的持续处理和存储不受影响。
以下是两个关于微电网的常见问题及解答:
1、问:微电网与大电网相比有哪些优势?
答:微电网相较于大电网具有多项显著优势,它提高了供电可靠性,尤其在大电网故障时,微电网能孤岛运行,确保关键负荷不断电;微电网减少了电能传输距离和损耗,因为其靠近负荷中心;微电网还提升了能源利用效率,通过整合多种能源形式和储能系统,实现了能源的梯级利用和优化配置;微电网增强了电网的灵活性和可控性,能更好地适应分布式能源的接入和用户需求的变化。
2、问:微电网中的储能系统如何充放电管理?
答:微电网中的储能系统充放电管理是一个复杂而精细的过程,储能系统的充放电指令通常由能量管理系统(EMS)根据实时的电网状态、负荷需求、分布式发电情况以及储能系统的状态来制定,EMS会综合考虑多种因素,如电网的峰谷时段、电价信号、负荷预测等,以确定最佳的充放电时间和功率,在负荷低谷且电价较低时,EMS可能会指令储能系统充电;而在负荷高峰或电价较高时,储能系统则可能放电,以满足负荷需求或参与电网调峰,从而实现经济效益和电网运行效益的最大化。