引言
近年来，随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，建筑都在向着“绿色+智能”的方向快速迈进，环保、节能、舒适是绿色建筑的主要目标。电力是建筑能源消耗的主要形式之一，建筑电力工程属于在建筑物内部或周围安装和运维电力设备和系统的技术领域，包括电力供应、分配、利用、保护等。智能微电网融合电力电子技术、分布式发电、分布式储能等技术于一体，可以充分利用多种新型能源，可独立或与传统配电网结合实现灵活供电。将智能微电网应用于建筑电力工程中，有助于实现建筑“碳中和”。
1微电网能量管理作用
微电网是一种电能自发自用的独立主体，包括电能供应方，如小水电、光电、风电、柴油发电机、矿物燃料、储能设备等分布式电源，以及电能用户，即负荷，同时还包括对电能供应方和电能用户进行监测、控制、保护的相关设备，以实现电能供需平衡。微电网可以独立自主运行，也可以作为一个整体平滑接入大电网。对于外部大电网来说，微电网可以是单一的供电单元，也可以是单一的负荷单元，内部通过自我管理实现自治，能够充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。分布式电源最大的缺点是随机性和间歇性。要充分利用分布式电源，就需要对其进行优化配置，实现能源梯级利用。比如在光伏和风力发电停歇期，由储能设备、相应功率的柴油发电机、小水电、电动汽车充转放，甚至外部大电网等进行补充，并利用无功补偿装置实时调节，以保障供电功率和电压稳定，满足用电需求。要实现各种特性不同、出力不同的分布式电源的运作一致，满足不同时段不同功率和电压的用电需求，还需要能量管理系统进行协调控制，以实现模块化整合，平滑系统的功率波动和电压波动，维持微电网内部的发电和用电动态平衡。总而言之，接入微电网，需要增强电网接纳多样性分布式能源的能力，离不开能量管理系统。能量管理系统是微电网能源与信息的重要融合点，如同微电网的大脑，除了控制内部众多分布式电源的接入，还协调内部用电与供电的平衡，以及与外部大电网供用电的无间隙切换。
2智能微电网在建筑电力工程中的应用策略
2.1分布式发电资源的整合
分布式电源是指安装在用户端，接入35kV及以下电压等级电网，以就地消纳为主的电源，包括太阳能、风能、天然气、生物质能等多种能源形式。微电网可以作为分布式电源与传统配电网连接的桥梁，一方面，微电网可以整合多样化的分布式能源为各类建筑用电负荷提供柔性支撑；另一方面，微电网也可以帮助优化分布式能源的利用，使微电网内的终端用户利益最大化。同时，智能微电网可以与建筑物的节能措施相结合，实现绿色建筑的目标。例如，通过研制新技术新材料，将光伏发电单元以建筑材料的形式与楼宇等集成，实现光伏建筑一体化；通过能源管理系统对建筑物的用电负荷与分布式电源出力进行联合调节，降低用电成本。
2.2智能微电网与大电网的结合
在引进智能微电网时，存在一个问题：是建立全新的供电设备，还是在现有设备的基础上进行升级改造。在我国，尽管有些地区已经建立了新的微电网配电系统，但在大多数情况下，出于经济成本的考虑，需要对现有电力系统进行升级与改造，将智能微电网与大电网进行有效整合，确保当地供电系统的正常稳定运行。
2.3并网运行策略
在并网运行时，微电网可以基于自身利益最大化的目的，在综合考虑电价的基础上，作为电源或负荷接入大电网。此外，微电网还可以配合削峰填谷的需要而接入大电网。以自身利益最大化为目的接入大电网时，耗费成本较高的柴油机停运，风力发电与光伏发电在最大功率点运行，储能的运行以电价高低确定。如果预测电价较高，则储能放电。如果预测电价较低，则储能充电。无论储能充电还是放电，当微电网总发电功率大于总负荷需求时，作为电源接入大电网，否则作为负荷接入大电网。因削峰填谷需要接入大电网时，风力发电和光伏发电在最大功率点运行。如果满足负荷需求且有功率剩余，则可以向大电网输出功率用于削峰。如果没有功率剩余，则储能放电，满足削峰需要，反之储能充电，满足填谷需要。如果储能放电不能满足微电网内负荷需求，则再启用柴油发电机，以配合削峰需要。在并网条件下系统发生故障时，无论是微电网故障还是大电网故障，都应先断开微电网，以避免故障特性复杂化，导致损失扩大，并扩展到大电网上的其它用户。
2.4微电网孤岛工作中的内部事故特征分析
微电网和配电网的联系线出现故障或供电系统的工作标准不达标时，必须采取相应的措施予以解决。微电网系统处于孤岛运行状态时，一旦系统内的FI处发生故障，通过对L1-1始端的检测可知，该位置的故障电流存在较大的差异性。以三相电路故障为例，当线路L2-1始端出现异常情况时，其故障电流与LI-1始端的故障电流，二者的电流数值有差别。由此可知，DG1是线路L2-1端口故障电源的源头。出现这种情况的根本原因是DG3的故障点与DG2的故障点间隔较远，因此DG1是故障电流的提供源。DG3并网逆变器的保护方法较为特殊，给故障电流的幅值造成了一定影响，常规情况下其幅值会小于2倍额定电流值。
2.5建筑设计与施工运维
一方面，在建筑设计阶段，将智能微电网纳入考虑，可以实现绿色、智能建筑设计。智能微电网可以将分布式能源、分布式储能、智能监控等技术与建筑电力工程相结合，实现对建筑电力系统的优化配置和能源管理。例如，可以根据建筑物自身的地理位置、结构形态、自然资源条件、使用需求等进行综合考量，进行独立形式或并网形式的光伏发电微网设计，将太阳辐照能量转变为建筑内部可以使用的电力。另外一方面，在建筑施工过程中，严格按照相关标准和规范，确保智能微电网各项设施的安装质量和施工安全。此外，在智能微电网的运行维护管理方面，需要制定科学的运行维护计划，加强对微电网的实时监测和分析，及时发现和处理问题，保证微电网的稳定性和可靠性。通过对智能微电网运行数据的综合推演，可以为建筑电力工程决策提供依据，帮助决策者制定更加合理和有效的电力设施规划改造方案。
结语
微电网的建设与运行需要在明确建设目标的基础上，进行物理架构，尤其是对微电网能量管理系统的设计，充分利用可再生能源，建立有秩序的拓扑结构。根据接入的不同能源类型，选择主从控制或对等控制，实现微电网在孤岛、并网常态下，以及孤岛转并网、并网转孤岛暂态下的无间隙切换与经济安全运行。为满足不同用户的用电需求及用户不断提高的互动服务需求，通过能源与信息的深度融合，拓展微电网的信息互动、业务互动、能量互动等，实现微电网的智能运行。
参考文献
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