1.2 智能微电网的定义
1.2.1 各国对智能微电网给出的定义
由于世界各国发展智能微电网的侧重点不同,所以对智能微电网的定义也有所差别。目前获得学术界和工业界认可的智能微电网的定义主要有以下几种:
1.美国给出的定义
(1)美国电力可靠性技术解决方案协会(The Consortium for Electric Reliability Technology Solution,CERTS)给出的定义:智能微电网是一种由负荷和微电源共同组成的系统,它可同时提供电能和热能;智能微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换,并提供必需的控制。智能微电网相对于大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全方面的需求。当智能微电网与主网因为故障突然解列时,智能微电网还能够维持对自身内部的电能供应,直到故障排除。
美国CERTS针对智能微电网的定义,给出了相应的智能微电网的结构,如图1-1所示。
图1-1 美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)智能微电网结构
(2)美国能源部(Department of Energy,DoE)给出的定义:智能微电网由分布式电源和电力负荷构成,可以工作在并网与离网两种模式下,具有高度的可靠性和稳定性。
2.欧盟给出的定义
欧盟智能微电网项目(European Commission Project MicroGrid)给出的定义:利用一次能源,使用分布式电源,分为不可控、部分可控和全控三种,并可冷、热、电联供;配有储能装置;使用电力电子装置进行能量调节。研究包括低压网络、负荷(部分可中断)、可控或不可控的分布式电源、储能装置和基于监控分布式电源和负荷的通信设施的分层管理和控制系统。
3.日本给出的定义
日本东京大学给出的定义:智能微电网是一种由分布式电源组成的独立系统,一般通过联络线与大系统相连,由于供电与需求的不平衡关系,智能微电网可选择与主网之间互供或者独立运行。
日本三菱公司给出的定义:智能微电网是一种包含电源和热能设备以及负荷的小型可控系统,对外表现为一整体单元并可以接入主网运行;并且将以传统电源供电的独立电力系统也归入为智能微电网研究范畴。这大大扩展了CERTS(美国电力可靠性技术解决方案协会)对智能微电网的定义范围。
4.我国给出的定义
国网电力科学院提出的我国智能微电网的定义:以分布式发电为基础,以靠近分散型资源或用户的小型电站为主,结合终端用户质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供电网络。
从各个国家对智能微电网的定义可以看出,由于历史上的大停电事故,美国利用智能微电网关注的是如何提高电能质量和供电可靠性方面,而欧洲重点关注的是多个智能微电网的互联和市场交易问题,日本则侧重于能源多样化方面。尽管各个国家在给出智能微电网定义时阐述的侧重点不同,但从各个国家给出的智能微电网定义中可以归纳出智能微电网的一般性特点,即智能微电网是一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。智能微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以独立运行。智能微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负荷按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过开关关联至常规电网。智能微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠性供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,是传统电网向智能电网的过渡。
1.2.2 智能微电网与传统分布式发电并网网络的区别
从智能微电网的定义中可以看出,智能微电网与单纯的分布发电并网网络的主要区别在于智能微电网中拥有集中管理单元,使得各分布式电元、负荷与电网之间不仅存在电功率的交互,还存在通信信息、控制信息及其他信息的检测与交互,具体的区别如图1-2和图1-3所示。
图1-2 智能微电网中各单元间的信息交互图
图1-3 传统分布式发电并网网络中各单元间的信息交互图