中國儲能網(wǎng)訊：摘要：本文主要就微電網(wǎng)的兩種拓撲架構(gòu)思路進行簡要介紹。第一種是基于微電網(wǎng)即插即用模塊化理念的拓撲架構(gòu)體系，第二種是基于電力電子變壓器的微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)體系。
微電網(wǎng)作為對于集中式大電網(wǎng)的一個有力補充，實現(xiàn)新能源的就地消納，是解決分布式能源接入配電網(wǎng)所帶來的影響的一個良好突破口。隨著國家政策的出臺，極大的推動了微電網(wǎng)的發(fā)展，但是步入快車道的微電網(wǎng)如何打破現(xiàn)有困境，推動清潔能源又快又好的發(fā)展，這是擺在現(xiàn)實面前的一道難題。
微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)如今主要面臨著以下幾個問題：
1.支持政策尚未明確，市場機制尚未建立;
2.商業(yè)化運營模式需要探索，商業(yè)化示范不足;
3.微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)體系沒有明確，缺乏必要的文獻標準;
4.產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃;
5.配網(wǎng)困難。
基于以上第三點本文就微電網(wǎng)的兩種拓撲架構(gòu)進行簡要介紹，為微電網(wǎng)項目的開展提供參考。
首先，介紹的第一種微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)是一種基于微電網(wǎng)即插即用功能模塊化的拓撲架構(gòu)體系。拓撲架構(gòu)體系如圖1所示：
圖1 基于能源互聯(lián)網(wǎng)的模塊化微網(wǎng)拓撲架構(gòu)
模塊化微電網(wǎng)分為直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)及交流微電網(wǎng)子系統(tǒng)，整個微電網(wǎng)可以實現(xiàn)交直流的容括。微電網(wǎng)包括兩個變流部分：第一部分電網(wǎng)側(cè)整流部分為AC/DC整流，可實現(xiàn)整個微電網(wǎng)與配網(wǎng)的接洽;第二部分微網(wǎng)側(cè)整流部分為DC/AC整流，可實現(xiàn)直流微電網(wǎng)子系統(tǒng)與交流微電網(wǎng)子系統(tǒng)的連接，以實現(xiàn)多能源互聯(lián)互通。微電網(wǎng)直流子系統(tǒng)由直流母線以及母線下級儲能系統(tǒng)、直流負荷、直流式分布式電源組成。為實現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定、平滑分布式能源出力，儲能系統(tǒng)包含飛輪儲能或超級電容儲能或超導儲能和蓄電池蓄能，以飛輪儲能等響應速度快，功率密度大的儲能電池為直流母線提供功率/能量支撐，蓄電池組以DC/DC斬波器進行管理，為飛輪儲能等快速響應型電池組提供后備能源支持，在發(fā)揮蓄電池能量密度大優(yōu)勢的同時降低其充放電響應頻率。微電網(wǎng)交流子系統(tǒng)由交流母線以及交流母線下級交流分布式電源、交流負荷組成。
基于能源互聯(lián)網(wǎng)的概念，引入微型燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)，以天然氣清潔燃料實現(xiàn)微型燃氣輪機發(fā)電供給微電網(wǎng)系統(tǒng)運行，燃機發(fā)電余熱通過相變蓄熱裝置提供熱水供給，通過吸收式溴化鋰機組實現(xiàn)供熱、供冷的需求，亦可以通過余熱鍋爐提供高品質(zhì)的蒸汽?；谖㈦娋W(wǎng)經(jīng)濟化運行的角度來看，熱點聯(lián)產(chǎn)可以有效提高系統(tǒng)效率，通過合理的聯(lián)合燃氣輪機發(fā)電與儲能電池狀態(tài)，協(xié)調(diào)微電源與儲能電池運行狀態(tài)可以有效降低儲能電池初始儲能費用。
接下來，介紹第二種微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)，這種微電網(wǎng)系統(tǒng)是基于先進的電力電子變壓器(SST)實現(xiàn)微電網(wǎng)的能源整合。拓撲架構(gòu)體系如圖2所示。
圖2 基于電力電子變壓器的微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)
SST作為未來微電網(wǎng)的核心模塊，一直是微電網(wǎng)領域研究的熱門課題，其基于先進的控制理念和電子技術能夠應對分布式能源接入所帶來的種種影響，比如電力電子器件的大量引入所帶來的諧波治理問題，電網(wǎng)側(cè)電壓不平衡、電壓跌落，負載側(cè)擾動。因此基于SST的微電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)體系的研究對于微電網(wǎng)的發(fā)展是十分有利的。
對于固態(tài)變壓器，其大體結(jié)構(gòu)可以分為三個部分：
第一部分為輸入級，可以實現(xiàn)與電網(wǎng)側(cè)的接入和整流;
第二部分為隔離級，包含三個模塊：DC/AC整流、隔離變壓器、AC/DC整流，其可以實現(xiàn)電壓的可控與諧波的隔離;
第三部分為逆變級，可以實現(xiàn)直流到交流的整流，為直流微電網(wǎng)與交流微電網(wǎng)的連接搭建起橋梁。
基于SST的微電網(wǎng)其主要是以固態(tài)變壓器作為能源路由器通過與電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)三方相連作為中繼點實現(xiàn)能源互聯(lián)互通。圖2中直流、交流微網(wǎng)單元與上述第一種微電網(wǎng)直流、交流單元相同，故不在論述。
微電網(wǎng)的發(fā)展是不斷進步的，技術與控制理論的不斷革新，導致微電網(wǎng)拓撲架構(gòu)也是多種多樣的，本文中所提到兩種僅是其中的滄海一粟，希望可以為大家的微電網(wǎng)學習提供參考。
