电力电子技术在微电网中的应用

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摘 要 本文就微电网的基本内容、电子电力技术在电能转换过程中的重要作用以及微电网对分布式电源的控制要求对电力电子技术在微电网中的应用做了简单的论述。

【关键词】电力电子技术 微电网 应用 转换 控制

在未来世界的能源技术发展当中，分布式发电技术必然在其中占据一个重要的地位。分布式发电技术拥有最高的能源利用率，对环境的破坏最小，在供应能源的时候最可靠，所产生的经济效益也是最好的，可以说是最适合资源有限且人口很多的国家来的发电技术。这种电技术的产生对于能源的可持续发展做出了十分重要的贡献。虽然，分布式发电技术有许多的优点，有十分巨大的未来市场，可是却不能够让电力部门接受，究其原因是因为在进行分布式发电的时候所需要的电源数量非常多，在将这些众多的电源接入到配电网后，以往辐射形状的无源配电网络会转变成为一个需要中小型电源作为其重要组成部分的，并且需要进行负荷的有源网络，在这个电网中电流的方向变成了从母线向各个负荷之间进行流动。配电网从根本上被改变了，电网的各种组成要素都需要改变，分布式电源的并网运行已经不再安全，会对电网电压产生威胁，会造成电压波动、闪变等各种问题，这些问题的存非常不利于电网的安全运行。

1 微电网的基本内容

为了能够在不改变现有的配电网结构的基础上削弱分布式电源对配电网所可能造成的不良影响，微电网这一概念应运而成，并且将在微电网组成部分之一的分布式电源称作是微型电源，也就是微源。微电网被定义是将微型电源和一组负荷进行组合从而形成的小型集合或者是小系统，这种系统是通过唯一的一个公共耦合点与配电网进行连接的，因此其可以像孤岛似的单独运行，也可以和配电网一起联合运行。大部分微电网中的微型电源都是采用电子电力交换器与配电网之间形成连接的，使其能够被灵活的控制。微电网的内部有三条馈线：A馈线、B馈线以及C馈线。其中A、B馈线上连接着敏感负荷，这种敏感负荷是以各种用电负荷不同的需要作为基础，在馈线的不同地方安装微型电源，而不是将微型电源集中安置在公共馈线的周围，这种安置方式使得线路的损耗被减少到最小之外，还能够提供一定的支撑给馈线的末端电压。而C馈线上接入的是普通负荷，也就没有安置微型电源。在每个微型电源的出口都有各自的断路器，同时还有电压控制器等，可以通过能源管理系统对馈线潮流进行控制。在配电网中出现电压扰动方面的问题的时候对其进行短供操作，将开关分离，微电网转入到孤岛应用模式，使得不断的供电给微电网中重要的敏感负荷，同时通过电压控制器对各个微型电源进行有效控制，保证输出电压的有效控制，使得它们之间所能够产生的无用环流尽可能少的形成。

2 电力电子技术在电能转换过程中的重要作用

电力电子技术的出现，对分布式电源中电能进行变换、传递与存储有着十分重要的意义。根据一次能源的使用情况不同能够将分布式电源分为直流源型的分布式电源和需要整流的高频交流源型的分布式电源，前者包括太阳能、蓄电池和燃料电池等等，后者包括微型燃气轮机和风力发电机等等。这两种分布式电源在使用过程的最后阶段都要转换成标准的工频交流电对并网或者负荷进行供电。因此，在这个电能转换的过程中所使用的电力电子技术包括了AC-DC、DC-DC以及DC-AC这三种变流技术。

第一，AC-DC变流技术。风力发电机和微型燃气轮机等都是不稳定的交流电源，在使用之前需要将其先转变成为稳定的直流电才行，之后再通过逆变技术将直流电转变成稳定的交流电。

第二，DC-DC变流技术。太阳能和蓄电池等都是直流电源，因为这些直流电源的电压等级都是比较低的，在使用之前必须对其进行DC-DC变流技术使之升压到合适的等级，然后再对其进行逆变。

第三，DC-AC变流技术。在使用了AC-DC变流技术或者是DC-DC变流技术将分布式电源转变成为合适的直流电之后，再使用DC-AC变流技术对直流电进行转换，使之成为标准的交流电以供使用。

3 微电网对分布式电源在控制方面的要求

通常微电网在并网运行之后对其给予支撑的是大电网所提供的刚性电压等，在本地控制或者是能量管理系统进行控制的情况下，对各个输出功率进行调整。一旦大电网出现了电压方面的问题或者是需要对其进行计划性的检修的时候，就要将微电网的运行模式从并网运行模式转变成为孤岛运行模式，同时通过内部的MS对微电网的电压以及频率进行控制调节。当微电网中的故障排除消失之后，再将其投入到正常使用。

微电网除了需要能够单独的进行孤岛运行模式的运行和并网模式的运行之外，还需要能够在两种模式之间进行必要的转换。在进行模式转换的时候并不是将微电网的电源进行重新启动，而是要实现无缝转换，从而保证电网内的重要敏感负荷在转换的时候供电不会受到任何的影响。在进行模式转换过程的时候，这个过渡的过程也就是模式转换的桥梁之所在，过渡过程中中电能质量的好坏对于电网内重要负荷的安全运行有着十分重要的作用，是微电网是否能够灵活运行的关键之所在。其中将微电网重新并入电网要相对简单，而将并入电网的微电网转入孤岛运行模式进行运行的无缝转换过渡过程相对是比较困难的。

4 结束语

总之，现在人们对环境保护问题越来越关注，对可再生能源给予了十分的重视，电力电子技术的出现对于将可再生能源作为其基础而发展的分布式发电技术而言有着十分重要的作用，对于微电网技术的发展也有着十分重要的意义，可以说，电力电技术未来的的发展将伴随着可再生能源的推广应用。

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作者单位

银川能源学院电力学院 宁夏回族自治区银川市 750105