中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：上文中我們對(duì)于微電網(wǎng)的終端設(shè)備所需要具備的“四遙”和“四可”等概念進(jìn)行了分析。而這些終端設(shè)備是通過(guò)怎樣的形式來(lái)構(gòu)成微電網(wǎng)的，就涉及到相應(yīng)的組網(wǎng)方式了。
一次電氣設(shè)備的組網(wǎng)在前，二次通信設(shè)備的組網(wǎng)在后。
這些都是微電網(wǎng)或者虛擬電廠相關(guān)從業(yè)者需要了解的，今天我們先談?wù)動(dòng)嘘P(guān)電氣組網(wǎng)方面的事兒。
交流組網(wǎng)
最常見(jiàn)的微電網(wǎng)組網(wǎng)方式就是交流的形式，網(wǎng)側(cè)供電已經(jīng)明確是交流，這一點(diǎn)放置在任何工商業(yè)用戶(hù)處都不會(huì)改變。
用戶(hù)負(fù)荷也多是交流負(fù)荷，哪怕最終消耗電能的元器件是直流的，那也會(huì)通過(guò)整流設(shè)備或者開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
這兩者也是最傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)二要素，交流電源VS交流負(fù)荷。
后加入的新負(fù)荷，光伏和儲(chǔ)能，通過(guò)電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)。不論是光伏電池組件，還是儲(chǔ)能電池組，能量的源頭都是直流的。
所以在交流組網(wǎng)的方式下，二者均需要通過(guò)變流器進(jìn)行電壓的變換，以實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)供電以及負(fù)荷的同頻同壓。
光伏逆變器和儲(chǔ)能雙向變流器就是最為關(guān)鍵的電力電子設(shè)備，它們一頭是交流，與網(wǎng)荷共母線(xiàn)，另一頭是直流，分別連接自家的直流電池。
在交流組網(wǎng)的方式下，各個(gè)要素的匯聚點(diǎn)，就是交流母線(xiàn)，而一個(gè)交流系統(tǒng)的三要素，就會(huì)體現(xiàn)在母線(xiàn)的電壓幅值、頻率和相位中。
要維持一個(gè)交流系統(tǒng)的穩(wěn)定，就需要有人能承擔(dān)起這三要素的建立以及穩(wěn)定工作。
微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，這個(gè)穩(wěn)定的工作來(lái)自于網(wǎng)側(cè)供電。
大電網(wǎng)提供了對(duì)應(yīng)的三要素，通過(guò)變流器接入的光伏和儲(chǔ)能跟隨這三要素，所以并網(wǎng)方式下，光伏逆變器和儲(chǔ)能變流器都是電流源，即自己只能夠決定自己的電流是多少，而無(wú)法決定電壓。
現(xiàn)在也對(duì)這種方式換了個(gè)更時(shí)髦的稱(chēng)呼，叫做跟網(wǎng)，即跟隨電網(wǎng)的意思。
微電網(wǎng)在離網(wǎng)運(yùn)行模式下，缺少了“網(wǎng)”這個(gè)單元后，就只能在本地電源或者儲(chǔ)能這二者之間找一個(gè)穩(wěn)定的提供者。
既然提到穩(wěn)定，那就和光伏沒(méi)啥關(guān)系了，所以一般此時(shí)的交流母線(xiàn)三要素是由儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)提供的，儲(chǔ)能變流器的工作狀態(tài)就不叫跟網(wǎng)了，而是構(gòu)網(wǎng)。
三要素由儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)設(shè)定，光伏逆變器還是跟網(wǎng)狀態(tài)，主動(dòng)跟隨。
對(duì)于跟網(wǎng)以及構(gòu)網(wǎng)相關(guān)的內(nèi)容我們會(huì)隨著本系列文章的深入而逐步展開(kāi)，現(xiàn)在知道在交流組網(wǎng)的方式下，兩類(lèi)變流器可能存在的工作方式即可。
交流組網(wǎng)方式是最為常見(jiàn)的微電網(wǎng)組網(wǎng)方式，對(duì)應(yīng)也有直流的方式。
直流組網(wǎng)
直流組網(wǎng)方式下，我們要先看看源網(wǎng)荷儲(chǔ)這四要素中，到底誰(shuí)具備直流的屬性。
網(wǎng)側(cè)供電必然是交流的，這一點(diǎn)我們更改不了。
光伏電池組件和儲(chǔ)能電池組這些都具備直流屬性，電力負(fù)荷雖然多數(shù)都是交流設(shè)備，但也不乏一些改造后的直流負(fù)載。
比如一些直流電燈、空調(diào)等等，還有充電設(shè)施。
這里多提一下關(guān)于充電設(shè)施的事兒，充電樁分為慢充還是快充，區(qū)別點(diǎn)在于充電槍進(jìn)車(chē)的時(shí)候是交流還是直流，交流的稍慢，所以是慢充。
但不論進(jìn)車(chē)是交還是直，這些充電槍輸出的電能都是來(lái)自于進(jìn)入到充電樁的電能，常規(guī)狀態(tài)下這些電能是交流的。
也就是說(shuō)，如果是慢充，進(jìn)車(chē)也是交流，那么慢充樁其實(shí)相當(dāng)于交流的開(kāi)關(guān)箱，不需要對(duì)電壓進(jìn)行變換直接送進(jìn)車(chē)?yán)锞秃谩?/span>
如果是快充的話(huà)，那么充電樁相當(dāng)于一個(gè)整流設(shè)備，把進(jìn)樁的交流轉(zhuǎn)換成進(jìn)槍的直流，本質(zhì)上這類(lèi)充電樁就是一組充電模塊的組合，而每個(gè)充電模塊基本就是AC/DC的結(jié)構(gòu)。
試想，如果把進(jìn)樁的電也改為直流電呢？
也是可以的，那么相當(dāng)于充電模塊由AC/DC改成DC/DC，這樣單個(gè)充電樁就成為了一個(gè)直流負(fù)荷，既可以實(shí)現(xiàn)直流的組網(wǎng)了。
既然源荷儲(chǔ)都可能具備直流屬性，那么就可以讓這些表后資源以直流的方式進(jìn)行匯聚。
既然提到匯聚，也要有母線(xiàn)，而直流母線(xiàn)的要素不像交流那樣復(fù)雜，只有一個(gè)母線(xiàn)電壓。
不過(guò)不論是光伏電池組串，還是儲(chǔ)能電池組，亦或是充電進(jìn)車(chē)的直流電，其電壓的數(shù)值不可能都是一致的，但為了實(shí)現(xiàn)直流共母，我們還是需要一定的電壓變換。
只不過(guò)這次的變換并不是交直之間的轉(zhuǎn)化，而是直流電不同電壓值之間的轉(zhuǎn)化，需要的設(shè)備是DC/DC。
充電樁里已經(jīng)具備了這樣的條件，所以不需要額外配置。
光伏電池組串和儲(chǔ)能電池組還是需要的，這樣通過(guò)電壓變換器后，三類(lèi)資源可以實(shí)現(xiàn)同電壓也就可以實(shí)現(xiàn)直流共母了。
此時(shí)，如果網(wǎng)供電這個(gè)要素也要納入到這個(gè)系統(tǒng)的話(huà)，就需要在交流母線(xiàn)和直流母線(xiàn)之間搭建一個(gè)橋梁，用的是雙向變流器。
這個(gè)雙向變流器和儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向變流器不同的是，其直流側(cè)的接入的單位會(huì)多一些，因?yàn)橹辽僖泄夥M件、儲(chǔ)能電池組以及直流負(fù)載。
而對(duì)于直流母線(xiàn)電壓的穩(wěn)定，網(wǎng)供交流電配上雙向變流器可以提供這份穩(wěn)定，直流的儲(chǔ)能支路同樣也可以，關(guān)于直流微網(wǎng)的這些控制邏輯我們也放到之后的文章再說(shuō)。
以上的論述不論是交流還是直流，我們依然是在低壓的角度，即0.4kV這個(gè)電壓等級(jí)范圍，微電網(wǎng)與更高電壓等級(jí)電網(wǎng)之間的聯(lián)系還是要靠變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
所以變壓和變流之間是分離的，但現(xiàn)在也不乏一些方案和設(shè)備將這兩個(gè)需求做到了一起。
變壓變流一體
近幾年有一個(gè)詞挺新穎，叫做能量路由器，這種設(shè)備或者說(shuō)這種組網(wǎng)方式也是直流的一類(lèi)。
我們?cè)倏粗绷鹘M網(wǎng)的方式，交流部分通過(guò)傳統(tǒng)物理變壓器將高電壓等級(jí)變?yōu)榈碗妷旱燃?jí)，然后在低壓基礎(chǔ)上再通過(guò)變流器實(shí)現(xiàn)直流側(cè)的組網(wǎng)。
而變壓變流一體的方式相當(dāng)于用電力電子變壓器+電力電子變流器的方式，把高電壓等級(jí)的交流直接變成了可以直接進(jìn)行組網(wǎng)的直流。
雖然算不上主流的方式，但確實(shí)也在一些示范項(xiàng)目上有所應(yīng)用，展會(huì)上也有不少?gòu)S家展示過(guò)相關(guān)的解決方案，我們也可以了解一下。
本篇我們介紹了常見(jiàn)的微電網(wǎng)組網(wǎng)方式，這些屬于一次電氣的范疇，畫(huà)起來(lái)的接線(xiàn)圖也叫一次圖。
這些終端要素是連接在一起成為一個(gè)整體的，一條母線(xiàn)成為了各個(gè)組成部分連接的媒介，我們也就搭建起了電能量匯聚和分配的基礎(chǔ)。
但合格的微電網(wǎng)運(yùn)行還需要一個(gè)良好的大腦，而大腦與這些要素之間的連接還涉及信息的組網(wǎng)。
下一篇，我們就聊聊這方面的事兒。
