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四、智能光伏微電網(wǎng)的構建

智能光伏微電網(wǎng)是以光伏作為主力發(fā)電，其它新能源為輔助動力，儲能系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)作用的，因此，首先要保證各發(fā)電單元的可靠性，同時，要求對天氣變化（日照、風力等）的影響有一定的預測功能。其次，所有的發(fā)電系統(tǒng)必須根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)部的電壓等級設計，進行開放性與規(guī)范性兼顧的互聯(lián)。

由圖1可以看出，智能光伏微電網(wǎng)由光伏、微風發(fā)電、微型燃機發(fā)電等電源系統(tǒng)，釩電池、超級電容和飛輪等儲能系統(tǒng)，網(wǎng)內(nèi)負載，輸配電系統(tǒng)、保護系統(tǒng)和微網(wǎng)控制中心（微網(wǎng)控制器）組成。所有的發(fā)電系統(tǒng)必須具備本地的智能控制功能，能夠?qū)⒈旧淼陌l(fā)電運行數(shù)據(jù)發(fā)送到微網(wǎng)控制中心，并通過微網(wǎng)控制中心送到外電網(wǎng)。

微電網(wǎng)通過隔離變壓器和保護裝置與外電網(wǎng)相連。微電網(wǎng)可以并網(wǎng)運行，也可以脫離主電網(wǎng)進入孤島運行模式。微網(wǎng)控制器對微電網(wǎng)的內(nèi)部運行進行統(tǒng)一控制和調(diào)度，同時負責與外部電網(wǎng)的調(diào)度。

智能光伏微電網(wǎng)的設計，首先要考慮當?shù)氐碾娏ω摵尚枨?，然后根?jù)當?shù)氐娜照?、風力、水力、沼氣等資源，進行發(fā)電系統(tǒng)的容量配置和選址，并根據(jù)負荷的用電需求和電源的容量以及發(fā)電的時間特性進行儲能系統(tǒng)和微型燃機發(fā)電系統(tǒng)的設計，最后，從組網(wǎng)的角度進行整個微電網(wǎng)的組網(wǎng)設計。

在智能微電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)的設計上，必須充分考慮與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)平臺在系統(tǒng)建模、維護、信息共享、運行管理等方面的一致性，針對微電網(wǎng)內(nèi)部不同廠家的設備，要進行規(guī)范性、標準性的建模與規(guī)范設計，嚴格遵循國網(wǎng)公司制定的標準與規(guī)范設計，包括：國際標準IEC 61968、IEC 61970等，并提供開放的應用編程接口（API），有利于系統(tǒng)今后的功能擴充。系統(tǒng)將商用關系型數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫在設計上有機地結合在一起，提供對數(shù)據(jù)模式的建立、數(shù)據(jù)存貯、報表系統(tǒng)以及對外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

多個微電網(wǎng)之間可以通過主干網(wǎng)相連，也可以直接通過一個獨立于現(xiàn)有公網(wǎng)之外的新的子網(wǎng)相連。微電網(wǎng)之間的調(diào)度通過遠程調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)。不同微電網(wǎng)之間的互聯(lián)能夠減少主電網(wǎng)的負擔，增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并在主網(wǎng)故障時，為主網(wǎng)提供必需的電力。

設計之后，進行微電網(wǎng)的設備選型，要求是可靠性，智能性，和開放性。

智能光伏微電網(wǎng)的建設，包括各發(fā)電系統(tǒng)的建設、儲能系統(tǒng)的建設、中心配電站（含輸配電系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)、微網(wǎng)控制中心等）的建設、微網(wǎng)內(nèi)部電纜的敷設、以及信息系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。
運行調(diào)試首先進行孤島運行調(diào)試，對各裝置的啟停和切換進行調(diào)試，同時，觀察負載變化時儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。然后進行并網(wǎng)調(diào)試，觀察光伏電站等電源接入和斷開時，電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力和電力質(zhì)量的波動情況。還要進行各類保護試驗。

智能光伏微網(wǎng)由于發(fā)電和負荷以及控制均在一地，設備數(shù)量較多，而且控制要求復雜，維護內(nèi)容首先要求對于光伏電站進行系統(tǒng)維護，保證光伏發(fā)電的最大出力，其次，對于其它發(fā)電系統(tǒng)如風力、水電、生物質(zhì)能、微型燃機等設備進行維護，而且，還要對于配網(wǎng)、保護、控制中心進行維護。因此，對于微電網(wǎng)的維護要求要比傳統(tǒng)電網(wǎng)的配電維護要高出許多。這要求微網(wǎng)公司的業(yè)主或微網(wǎng)系統(tǒng)集成公司在當?shù)匾谐ｑv的維護和運行隊伍，而且，對于運維人員的技術要求比較高，需要經(jīng)過專門的職業(yè)培訓。

智能光伏微網(wǎng)的運行需要與主干網(wǎng)有及時和充分的信息交互，每個微網(wǎng)控制中心要與電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)通訊，這樣才能保證微電網(wǎng)與主干網(wǎng)能夠相互支持，而減少或消除相互的影響。多個微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時，要有自己的縣域甚至省域SCADA系統(tǒng)，可通過公用無線網(wǎng)絡進行遠程通信。而微電網(wǎng)的業(yè)主可以通過控制中心對于各個微電網(wǎng)的運行情況、設備狀態(tài)、電力參數(shù)和電力質(zhì)量進行監(jiān)控，對各微電網(wǎng)的設備進行遠程監(jiān)控。

五、結語

智能光伏微電網(wǎng)的建設和發(fā)展，能夠?qū)⒏鞣N形式的新能源發(fā)電集成起來，并能夠克服光伏發(fā)電和其它新能源發(fā)電的弱點，保證光伏發(fā)電的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮新能源清潔和可再生的優(yōu)點；微電網(wǎng)的建設可減少電網(wǎng)的投入，大大減少火力發(fā)電的容量和霧霾、酸雨等大氣污染，將大量的煤炭、石油、天然氣等能源節(jié)約下來作為原材料而不再是燃料使用。而隨著微電網(wǎng)的數(shù)量的增加與互聯(lián)，能夠?qū)⒊鞘小⒊擎?zhèn)和農(nóng)村的大量工業(yè)與民用建筑和工農(nóng)業(yè)設施均變?yōu)榘l(fā)電建筑和發(fā)電設施，不僅可以解決新農(nóng)村和城鎮(zhèn)化帶來的新增用電需求，而且也對原有的電力需求予以規(guī)模性的替代，對于實現(xiàn)第三次工業(yè)革命有著極其重要的意義。