新微电网技术如何在分布式能源中实现最佳协作?

确保安全和可靠的运行

保护策略的特定约束

在微电网中，本地分布式发电以及脱离主电网孤岛运行的能力为保护系统的设计带来新的挑战。

微电网根据分布式发电的实时生产力、微电网配置(并网运行或孤岛运行)，以及实时功率需求(负荷配置)分为不同的操作模式，如图2A、2B和2C所示。

图2A、2B、2C微电网运行模式示例

A.仅由电网供电

B.由电网和本地能源并行供应，储能充电

C.由本地能源和储能供应(孤岛模式)

随着微电网运行条件的改变，网络拓扑结构也发生变化。因此，短路电流容量的大小和方向都可能不同。保护系统必须经过精心设计，以便在各个运行模式所有可能出现的故障情况中确保人员和设备的安全，同时避免因错误的保护识别而导致宕机。

特别应当注意的是，微电网往往都是多源系统，同时拥有旋转和电力电子式电源。保护系统设计的复杂性来源于这些电源可以并行供应，也可以单独运行。

第一个挑战是应对低短路电流容量。许多分布式能源，例如太阳能光伏(PV)板或风力涡轮机都通过逆变器耦合。这些逆变器的短路电流大小限值通常不得大幅高于额定电流，以保护逆变器本身。因此，短路电流容量低于类似的旋转电机，由此可能对仅包含逆变器能源的孤岛模式带来问题。依赖于更高的可用短路电流的传统过电流保护理论可能会失效，需要建立其他保护策略。

保护系统设计面临的另一挑战是对双向能量流的响应。随着能源资源被分配后，电力一般会同时自上而下(从发电厂到用户端)和自下而上(分布式能源和储能也许会向微电网的主电源或主电网供电)传输。

因此，针对具体项目的电气工程研究必不可少，以详细说明要使用的保护和计量装置。