微网综述
微电网技术综述
我国在微电网技术方面也积极开展研究,已有多个试点项目在全国范围内展 开,并取得了一定的成果。同时,国家也出台了相关的政策和规划,为微电 网技术的发展提供了支持。
微电网技术的应用场景
偏远地区
能源需求多样化的场景
由于地理位置偏远,无法接入大电网,微电 网技术可解决当地居民的用电问题。
微电网能够支持可再生能源的使用,满足用 户多样化的能源需求。
重要设施
电力调峰
重要设施如医院、军事基地等需要可靠的电 力供应,微电网技术可以保障其电力供应的 稳定性和可靠性。
微电网技术可以参与电力调峰,减轻大电网 的运行压力。
02
微电网系统的构成与分类
微电网系统的构成
分布式电源
包括太阳能、风能、生物质 能等可再生能源发电系统。
储能装置
如电池、超级电容等用于平 衡能量供需的装置。
要点二
Hale Waihona Puke 保护和控制问题微电网系统中的保护和控制问题需要 解决,以确保系统在故障情况下的安 全性和稳定性。
要点三
能效和环境影响
微电网技术需要考虑能效和环境影响 ,以降低能源消耗和减少对环境的影 响。
微电网技术的市场挑战
01
投资成本和回报周期
02
市场接受度和认知度
微电网技术需要解决投资成本高、回 报周期长的问题,以实现商业化运营 。
04
微电网技术的能量管理系统
能量管理系统的定义与功能
定义
微电网能量管理系统是指以先进的控制技术、电力电子技术 和储能技术为基础,对微电网内的能源进行合理调度、优化 配置和实时控制,实现能源的高效利用和系统运行的经济性 、安全性和环保性。
功能
微电网能量管理系统主要具有能源调度、能源管理、能源保 护和能源利用四个方面的功能。
微网发展现状
微网发展现状
随着互联网的快速发展,微网成为一种受到人们关注的新兴网络形态。
微网是面向特定群体的小型网络,通常由个人或组织创建和维护。
它具有灵活性和高度个性化的特点,能够满足用户的特定需求。
目前,微网已经得到广泛应用。
在企业和组织中,微网常用于内部沟通和知识共享。
通过微网,员工可以方便地获取和共享信息,提高工作效率。
此外,一些组织还利用微网进行项目管理和团队协作。
微网的小规模和紧密的联系,使得团队成员之间更加紧密合作,能够更好地协同工作。
在教育领域,微网也发挥着重要作用。
许多学校和教育机构利用微网搭建在线学习平台,提供教学资源和在线课程。
学生可以根据自己的学习需求选择课程,并通过微网与教师和其他学生进行交流和讨论。
微网的个性化特点,使得教育资源可以更好地适应学生的需求,提供更加个性化的学习体验。
此外,微网还在社交领域得到广泛应用。
微博、微信等社交媒体平台可以被看作是一种微网,用户可以通过这些平台分享自己的生活、观点和信息,与朋友和关注者互动。
微网的小规模和紧密联系,使得用户可以更加方便地与自己感兴趣的人进行交流和分享。
总的来说,微网在各个领域都发挥着重要作用,成为了现代社会中不可或缺的一部分。
随着技术的不断进步和创新,微网的
形态和功能也会不断发展和完善,为用户提供更加便利和个性化的服务。
智能微网的国内外研究发展综述
1. 引言
1.1. 智能微网的简要发展史
智能微电网并非无中生有,它的出现是为解决传统电网无法满足用户对能源的精细化需求这一难题。 21 世纪初期,在世界范围内接连发生的几次大面积停电事故使大规模电力系统集中式发电的运行难度较 大、难以满足用户对电能质量的更高要求等弊端日益凸显。同时能源危机、环境污染也受到全球关注, 仅仅依靠扩大电网规模显然不能解决这些问题,于是分布式发电作为集中式发电的有效补充,作为其有 效载体,智能微网也得到了迅速的发展与关注。随着光伏、风电等可再生能源发电技术的发展,分布式 发电日渐成为满足负荷增长需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径,并在配电 网中得到广泛的应用。传统电网通过高电压互联网络从大型中央发电机供电,电力通过配电变压器交付 给最终用户。然而,由于社会发展和工业需求,电力需求的快速增长,发电、输电和消耗电力的方式已 发生改变[1]。日益增长的电力需求由传统能源如煤、天然气和汽油所驱动,而这些能源又向大气释放了 导致气候变化的温室气体。由于化石燃料的枯竭,矿物燃料的高成本以及日益严重的环境问题,世界对 用于发电的可再生能源的关注度越来越高,因此,利用可再生能源来发电是一个大趋势[2]。智能微网允 许可再生能源安全地接入电网,以补充来自用户分布式发电和存储的电力供应。
Abstract
With the increasing demand for renewable energy quality, it is difficult to meet the high-quality requirements of users by simply expanding the scale of the power grid. As an effective carrier, smart microgrid has been rapidly developed and paid attention. This paper first reviews the development of intelligent microgrid system, outlines the concept and foundation of intelligent microgrid, and focuses on the structural system and modeling method of smart microgrid. The management and allocation methods of multiple energy sources, and the stability of smart microgrid are analyzed. Finally, some problems existing in the smart microgrid system are described, and the development of the smart microgrid system is prospected and summarized.
微电网储能技术研究综述
微电网储能技术研究综述一、本文概述1、微电网的定义与特点微电网(Microgrid)是一种集合了分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护设备的小型发配电系统,它可以实现自我控制、保护和管理的自治系统。
微电网既可以与外部电网并网运行,也可以在孤岛模式下独立运行,这主要取决于系统的运行策略和实际的电网条件。
微电网的出现,不仅提高了电力系统的供电可靠性和灵活性,还促进了可再生能源的大规模接入和高效利用。
(1)自治性:微电网可以作为一个独立的系统运行,实现电能的自给自足。
在孤岛模式下,微电网可以通过内部的分布式电源和储能装置满足负荷的需求,确保电力系统的稳定运行。
(2)灵活性:微电网可以灵活地接入不同类型的分布式电源,包括风能、太阳能、生物质能等可再生能源,也可以接入柴油发电机、燃气轮机等传统能源。
这种灵活性使得微电网可以根据实际需求和环境条件调整电源结构,实现最优的能源利用。
(3)可靠性:微电网内部通常配备了先进的监控和保护设备,可以实时监测系统的运行状态,预防和处理各种故障。
在外部电网出现故障时,微电网可以迅速切换到孤岛模式,确保关键负荷的供电不中断。
(4)经济性:微电网可以实现能源的梯级利用和优化配置,提高能源利用效率。
微电网还可以降低用户的电费支出,提高电力系统的经济效益。
随着能源结构的转型和电力系统的智能化发展,微电网将成为未来电力系统的重要组成部分。
深入研究微电网储能技术,对于推动微电网的发展和应用具有重要意义。
2、储能技术在微电网中的重要性在微电网系统中,储能技术的重要性不容忽视。
储能系统如同微电网的“心脏”,对于稳定电力供应、调节能量波动、优化资源配置等方面发挥着至关重要的作用。
储能技术能够平滑微电网中的功率波动。
由于微电网中的分布式电源(如风力发电、光伏发电等)受到自然条件的限制,其输出功率具有不稳定性。
储能系统可以通过吸收和释放能量,有效地平抑这种波动,保证微电网的稳定运行。
微网发展研究综述
微电网发展研究综述摘要:微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。
本文首先阐述了微网研究的背景,分布式发电的含义以及微电网的结构和概念。
其次,介绍了微电网能量管理的含义和微电网协调控制方法。
关键词:微电网;能量管理;协调控制1.微电网研究的背景能源是人类创造财富的基础,同时也是人类文明发展的动力。
近年来,随着世界经济和工业的飞速发展,全球对能源的需求也迅速加大,但是,传统的能源如煤炭、天然气、石油等不可再生的能源正在日渐枯竭,能源危机以及由于过度使用不可再生能源所造成的环境问题己经摆在了全人类的眼前[1]。
为了解决这一问题,越来越多的人寄希望于风能,太阳能,生物只能等新型能源。
这也使得开发和利用可再生清洁能源、构建可持续发展的能源系统逐渐成为世界各国的共识与必然发展趋势[2]。
随着电网规模的不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益凸显,主要存在以下几个问题:(1)成本高(2)运行难度大(3)抗事故能力低,在发生电网事故时会影响范围扩大,若是处理不当,可能会造成大面积停电(4)难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
尤其在近年来世界分为内接连发生几次大面积停电事故之后,电网的脆弱性充分暴露了出来[3]。
文献[4]中阐述了2003年8月14日美加大停电波及5000万人口的供电范围,大范围停电达到29小时,造成重大的经济损失,是美国历史上最严重的停电事故。
文献[5]分析了2008年初,我国南方地区发生罕见冰雪灾害,500KV主网架受到重创,电网多处解列或孤网运行, 网架结构受到破坏,导致局部区域完全停电,随后引发了更大规模的停电事故。
因此急需新的发电,供电方式对大电网给予补充和支撑,以提高电网供电的可靠性,减少损失,分布式发电正式解决这一问题的重要方法之一。
分布式发电是值利用各种可用和分散存在的能源,包括可再生能源(太阳能,生物只能,小型风能,小型水能,波浪能等)和本地可方便获取的化石类燃料(主要是天然气)进行发电供能的技术。
微电网国内外研究现状综述
表2.微电网研究对比 4. 微电网在我国的发展 分布式发电在电力系统中所古的份额还比较小 但是随着电力负荷的 快速增长,电力市场的推行,以及分布式发电技术和电力电子技术的发 展,分布式发电在未来十年内将会有实质性的发展,主要体现在以下几 个方面: a 为城市配电网的工业、商业、企事业以及居民等用户提供电力 主 要发电形式为小型燃气轮机、燃料电池以及太阳能发电等。 b 为农业、山区、牧区以及偏远用户提供电力 主要发电形式为小型 燃气轮机、风力发电、化学能发电以及太阳能发电等。 c 用于能源的综合利用 在城市主要表现在为居民小区、商用楼宇等 提供制冷、供热以及供电等综合的能源解决方案;在农村主要表现在为 住户实现废物处理利用、供气以及供电等生态能源循环体系的建立。 d 利用分布式发电启动快、分布广、发电调节容易等特点,为电力 系统的紧急控制提供后备容量以及事故后的支撑点和启动点,通过分布 式电源与大电网的相互补充、协调 能够有效地提高系统的鲁棒性。 中国尚未提出明确的微电网概念, 但微电网的特点适应中国电力发 展的需求与方向, 在中国有着广阔的发展前景, 具体体现在 a 微电网是中国发展可再生能源的有效形式。“十一五”规划已将 积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国的重点发展战略之一。一方 面 充分利用可再 生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用 能及边远 区用电、进行生态建设等均具有重要意义另一方面, 中国可再生能源的
表1.三菱公司对微电网的分类
பைடு நூலகம்
从表中可看出, 以传统电源供电的独立电力系统也被归人微电网研 究范畴, 大大扩展了美国CERTS对微电网的定义范围。基于该框架, 目 前日本已在其国内建立了多个微电网工程。此外, 日本学者还提出了灵 活可靠性和智能能量供给系统 FRIENDS-----flexible reliability and intelligent electrical energy delivery system , 其主要思 想是在配电网中加人一些灵活交流输电系统(FACTS)装置, 利用FACTS控 制器快速、灵活的控制性能, 实现对配电网能源结构的优化, 并满足用 户的多种电能质量需求。目前, 日本已将该系统作为其微电网的重要实 现形式之一。 多年来, 新能源利用一直是日本的发展重点。为此, 日本还专门成 立了新能与工业技术发展组织(NEDO)统一协调国内高校、企业与国家重 点实验室对新能源及其应用的研究。NEDO在微电网研究方面已取得了很 多成果。日本对微电网定义的拓宽以及在此基础上所进行的控制、能源 利用等研究, 为小型配电系统及基于传统电源的较大规模独立系统提供 了广阔的发展空间。 3. 微电网在欧洲以及其它各国的发展 电力市场需求、电能安全供给及环保等角度出发, 欧洲于2005年提 出“ 聪明电网”计划, 并在2006年出台该计划的技术实现方略。作为 欧洲2020年及后续的电力发展目标, 该计划指出未来欧洲电网需具备以 下特点 a 灵活性。在适应未来电网变化与挑战的同时,满足用户多样化的 电力需 求。
智能微电网研究综述
智能微电网研究综述
智能微电网是指由多个能源设备(如太阳能发电、风能发电、燃料电池等)和存储设备(如电池等)组成的微型电网系统,通过智能化控制和管理系统进行协调运行。
它具有自主运行、高效能利用、可靠性高、环保等特点,因此得到了广泛的关注和研究。
目前,智能微电网的研究主要集中在以下几个方面:
1.能源管理与优化:智能微电网需要对各种能源设备进行优化管理,以提高能源利用效率。
研究者通常采用最优控制算法、智能优化算法等方法,对系统进行动态调控,以实现电力供需平衡和能源高效利用。
2.储能设备管理:储能设备是智能微电网中重要的组成部分,能够平衡电力的供需差异,并提供储能服务。
研究者关注储能设备的优化控制策略和运行模式,以提高储能系统的性能和使用寿命。
3.智能电网技术:智能微电网需要具备智能化的控制和管理系统,以实现对各种能源设备和储能设备的监控和协调管理。
研究者致力于开发智能电网技术,包括智能监测、智能控制、智能决策等方面的研究。
4.能源互联网与智能微电网融合:能源互联网是指将能源系统与信息系统紧密结合的新一代能源系统。
研究者致力于将智能微电网与能源互联网进行融合,以实现对能源的高效利用和管理。
此外,智能微电网研究还涉及到与城市规划、建筑设计等领域的交叉研究。
研究者通过对城市能源系统的整体优化,推动智能微电网的普及和应用。
总之,智能微电网的研究借助于先进的控制和管理技术,以提高能源利用效率和电力供应质量。
随着可再生能源的不断发展和智能能源设备的成熟,智能微电网将有望在未来成为能源领域的重要发展方向。
(注:以上只是简要综述。
微网技术综述
发展 , 用 电负荷的不断增加, 传统电网的弊端也 日 益凸 现, 这使得电网运行 的稳定性 和安全性下降_ 】 ' 2 ] , 供电 质量得不到很好的保障。在世界范 围内接连发生的几 次大 面积 停 电事 故更加 凸显 了电力 系统 集 中式发 电的
1 引 言
进人 2 1世 纪 以来 , 寻 找高 效环 保 的新能 源 已成 为 当今 学 者研究 的主要课 题 之一 。近 年来 用 随着 经济 的
势L 3 j , 以便最大化接 纳分布式电源 , 更好 的满 足电力
用 户对 电能 质量 和 供 电可 靠性 的要 求 。 因此 , 微 网 的 研 究 与发展 是 对 分 布 式 发 电大 量 接 入 电 网 的必 然 选
Ab s t r a c t : T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e s i g n i i f c a n c e o f s t u d y i n g t h e mi c r o — g r i d, t h e d e i f n i t i o n, t h e b a s i c s t r u c t u r e a n d c h a r -
g r a m a nd c o n ig f u r a t i o n, i n o r d e r t o g e t r e a d y f o r t h e e rl a y mi c o一 r d r e s e a r c h.
Ke y wo r d s: mi c r o - d t e c h n o l o g y ; c o n t r o l ; o p e r a t i n g; p r o t e c t i o n
微网的综述
微网--大规模集成小型发电设备到低压配电网络简介分布式发电单元(DG)在客户端的安装应用的经济潜力关键在于利用局部的燃料发电时产生的余热机会。
因此,在发展小型,千瓦级和热电联供应用方面取得重大进展。
这些系统在欧洲北部国家的发电中发挥了重要作用,而光伏系统则期待在欧洲北部国家发挥更大的作用。
微型热电联供和光伏系统的应用提高了利用能源发电的效率,且实质上提高了有关碳排放的环境效益,考虑到满足京都议定书,而且,靠近需求侧的发电可以提高客服的服务质量。
从实用角度来看,分布式发电单元靠近负荷,减少了电流在输电网和配电网流动,这产生两方面的影响:降低损耗和抑制输电网络的扩大。
因此,分布式能源的使用可以减少对输电和配电设施的需求,然而,对分布式能源的逐渐增加控制的不力给配电网的运行和控制增添了大的难度。
微网给用分散的方法协调分布式能源(DER)使用提供了可能性,因此表现为运行单一,整体控制。
从这点来看,分布式能源能可以提供充分的优势。
微网由低压配电侧的分布式电源,如微型燃气汽轮机组,燃料电池,光伏系统等,和储能装置,如飞轮,超级电容和蓄电池,以及可控负荷组成;具有很强的可控性。
微电网与中压配电网相连,当上游网络发生故障时,为电网能与主网隔离运行;因此,微电网在系统故障后的缓解拥挤和帮助恢复中提供网络支持。
从负荷侧来看,微网能满足当地电力和热负荷需求,提高供电可靠性,减少废气排放,通过提供电压支持、减少电压跌落等,改善电能质量,降低能源供应成本。
本文概述了关于微网的技术和经济运行的问题,提供了一些欧盟资助项目(微网—大规模集成小型发电设备到低压配电网络)的调查结果,欧盟合同ENK5-CT-2002-00610。
微网对服务质量的影响当前分布网络的设计使得中压和低压网络的性能对客户端的服务质量产生主要的影响,然而高压输电和配电网络中的扰动将非正常的影响与低压和中压网络连接的客户的供电可靠性。
在大多数欧盟国家中,超过80%的用户扰动和短时停电都是中压和高压输电网的原因。
微电网的技术特点现状与未来发展
微电网的技术特点现状与未来发展1微电网的发展缘起分布式发电就是利用各种可用和分散存在的能源,如:太阳能、风能等可再生能源和天然气为燃料的冷/热/电联供系统。
分布式发电的特点主要表现为:位置灵活、分散,适应分散电力需求和资源分布;可以与大电网互为备份,改善供电可靠性;容易满足负荷需求,有利于可再生能源高效和规模化利用。
我国可再生能源发电模式是集中发电远距离输电与分布式发电相结合的方式。
为协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分利用分布式电源为电网和用户带来的价值和效益,提出了微网(微能源网)的概念。
欧盟对于微电网的定义是:微网是利用分布式能源、储能装置和可控负荷共同组成的低压网络,容量范围从几百千瓦到几个兆瓦,能够与配电网并联运行,在上一级电网故障时可脱网独立运行,故障恢复后可重新并网。
国网电科院对微电网的定义是:微网是由分布式电源、储能和负荷构成的可控储能系统,可平滑接入大电网和独立自治运行,是发挥分布式电源效能的有效方式。
2微电网的特征微电网是指以分布式电源为主,利用储能和控制装置进行实时调节,实现网络内部电力电量平衡的小型供电网络,可并网运行也可离网运行。
由于风电、光伏发电等分布式电源具有分散性和间歇性的特点,对电网的电能质量、控制保护、运行可靠性带来不利影响,随着储能和运行控制等技术的进步,本世纪初欧美部分学者提出了微电网概念。
总结美国、欧洲、日本等国20个微电网试点工程,具备以下四个基本特征:1.微型:微电网电压等级一般在10kV以下;系统规模一般在兆瓦级及以下;与终端用户相连,电能就地利用。
2.清洁:微电网内部分布式电源以清洁能源为主,或是以能源综合利用为目标的发电形式。
天然气多联供系统综合利用率一般应在70%以上。
3.自治:微电网内部电力电量能实现基本自平衡,与外部电网的电量交换一般不超过总电量的20%。
4.友好:微电网对大电网有支撑作用,可以为用户提供优质可靠的电力,能实现并网/离网模式的平滑切换。
微网经济调度优化模型研究综述
Ab s t r a c t : T h e e c o n o mi c d i s p a t c h mo d e l f o r mi c r o g r i d d i r e c t l y i n l f u e n c e s t h e f e a s i b i l i t y a n d r a t i o n a l i t y o f mi c r o g r i d o p e r a t i o n s c h e me , i t i s t h e k e y c o n t e n t i n mi e r o g r i d e c o n o mi c d i s p a t c h r e s e a r c h . I n t h i s p a p e r , t h e p r e s e n t e c o n o mi c d i s p a t c h o p t i mi z a t i o n mo d e l s or f mi r c o g r i d a r e s u mma r i z e d f r o m s t a t i c d i s p a t c h a n d d y n a mi c d i s p a t c h , a n d t h e s t r u c t u r e a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e m a r e c l a s s i i f e d a n d
微电网研究综述
微电网研究综述甘梓宁摘要:微电网是未来智能电网的重要组成局部,微电网的研究与应用是高渗透率新能源接入电网的有效途径。
该文紧紧围绕微电网特点进行深入细致的研究,主要工作有:总结了微电网的研究现状及技术开展趋势,主要包括微电网的协调控制、设备的优化配置以及微电网的功率控制方式,对微电网的形式特点进行介绍,并对相关研究存在的问题进行了总结。
关键词:微电网功率控制优化配置当前,化石能源匮乏、环境保护问题突出及城市化进程的需求,促使了以清洁能源发电为代表的分布式电源技术的兴起及大力开展。
而分布式电源输出功率固有的波动性、间歇性特点使其无法直接接入配电网,否那么会对配电网的可靠性、经济性以及平安性造成影响。
而微电网能够将这些分布式电源、储能单元以及负荷进行组网,从而形成一个独立的小型发—输—配—用电系统,然后再通过电力电子接口接入配电网,通过对微电网进行优化运行控制,可以大大减小分布式电源输出功率的波动性对配电网的影响,从而形成“配电网-微电网〞良好互动的新型组网形态[1,2]。
因此目前世界各国都已相继开展了对于微电网拓扑、控制以及保护等方面研究。
微电网是未来能源产业的重要开展方向,是对大电网的有益补充,目前己成为电力系统与电力电子领域研究热点。
泛在电力物联网作为互联网与电网的融合,微电网对泛在电力物联网的开展同样具有推动作用。
该文主要介绍微电网及的特点、研究现状以及其技术开展趋势。
1研究现状目前,世界电力行业内还没有对微电网给出明确而统一的定义,但国内外对微电网的研究已经取得了很大的进展,形成了相关理论知识、仿真及实验分析、微电网实验室、示范工程等一系列成果。
美国是最早提出微电网概念并着手研究的国家,由一些科技公司主导建立了一批微电网工程,促进了微电网根本控制运行理论的逐步完善,同时还形成了一套比较完整的微电网运营管理规那么。
能源匮乏的韩国和日本重点针对直流微电网开展研究,研究内容包括如何实现微电网能量供需平衡、能量管理系统和高效功率变流器的设计、微电网如何实现分布式能源与本地配电网互联等方面【3】。
含有光伏电源的微网综述
接 了 5 0个装 有 光伏 系统房 屋 ,电 能质量 被 详细 的记录 0 下来, 并且 测试 了电压 控制器和 孤 岛探 测器 的性能 。 一 这
微 网适 用于 分布 式电源 的接入 ,具 有一定 的能量 管 理 能力 ,在城 市 中通 过微 网接 入 光伏 电源 成为理 想 的选
择。
考性 意见 。
[ 关键 词 ] 光伏发 电 ; 最大功 率追踪 ( P ) 微 网 MP T ; [ 中图分 类号 ] M 1 T 94 [ 文献 标识 码 ] A
引 言
新型发电模式。 近二十年, 在世界范围内光伏发电产业迅 速发展 , 光伏发电量的平均年增长率为 3 %。 中德国的 0 其
够尽 可能 的维持 功率 的局部 优化 和平 衡 ,有 效 的减 小 分
鉴于光伏发电的巨大潜力,国内外在这 一领域展开
了广泛 的研 究工 作。 杭 州 电子科 技 大 学在 2 0 0 8年建 立 了国 内第 1 光 个 伏 发 电微 网试 验研 究 系统 ,光伏 发 电 比例 达 5 %,包 含 0 10 w 的柴 油发 电机和 蓄 电池 组 :光伏 预 期年发 电量为 2k 10 Wh, 年 可节 约 4 t 准煤 , 已成 功 向 2座 教 学楼 2k 每 8标 现
2 1 年第 2 0 1 期 安 徽 电子 信 息职业 技术 学 院学 报 N . 2 1 o 0 2 1 第 1 卷( O 总第 5 期)JR L H CI L LG F ER I& FM I H LYG nr o 3V 1 0 3 O NO N I A N LE COC IO A N C OG e e l . o 1 UA F U OT A OE E T N NR T T NO A V O C OL S OE aN 5 .
微网控制策略研究综述
微网控制策略研究综述【摘要】由于分布式电源各具特色,储能、负荷装置也不尽相同,为使分布式电源在并网以及脱离主网时实现无缝切换,通常需要采用不同的控制策略。
本文主要阐述了国内外微网控制策略的研究现状,分析了各种微网控制方法的优点及局限性,探讨了微网控制的研究方向,给出了微网控制策略的一些建议。
【关键词】微网;分布式电源;控制1.引言传统的庞大电力系统在适应负荷变化的灵活性与供电安全性方面存在很多弊端,加之常规能源的逐渐衰竭以及环境污染的日益加重等因素使得全球的目光转向以新能源为主能源的分布式发电(Distributed Generation,简称DG)技术。
2.微网的概念微网是指由多个分布式电源(Distributed Resource,简称DR)、储能系统、重要负荷和保护装置汇集而成的配电系统[1]。
分布式电源包括光伏电池、风力发电机、燃料电池、燃气轮机、生物质能发电机等。
储能系统分为机械储能、电磁储能和电化学储能。
各种储能技术因不同的电能转换方式和存储形态,在储能容量、功率规模、功率和能量密度、循环寿命、单位容量和单位功率造价、响应时间以及综合效率等方面有着明显区别。
微网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与大电网并网运行,也可以孤立运行。
在联网模式下,负荷既可以从电网或微网获得或输送电能(根据接入电网的准则)。
当电网的电能质量不满足用户要求或电网发生故障时,微网与主电网断开,运行于孤岛模式。
在孤岛模式,微网必须满足自身供需能量平衡。
微网技术克服了DR单独接入主网时对配电网造成的不利影响,其在可靠性、经济性和灵活性方面具有显著优势。
3.微网控制3.1 单个分布式电源控制方法常见的分布式电源接口逆变器控制方法分为恒功率(PQ)控制、下垂控制和恒压恒频(V/f)控制[14-16]。
(1)恒功率控制如图1.1所示,分布式电源接口逆变器采用PQ控制,其控制目的是使分布式电源输出的有功和无功功率等于其参考功率。
微电网综述报告
IEEE 1547.8《扩大IEEE1547标准补充支持实施作用的建立方 法与程序步骤的建议措施》。该项目将扩大分布式电源与电力系统中互连 的使用范围,提供更多、更灵活的设计和程序方法。
(4)对用户来讲,广泛使用微网可以降低电价, 获得最大限度的经济效益。例如,利用峰谷电 价差,峰电期,微网可以向电网输送电能,以 延缓电力紧张,而在电网电力过剩时可直接从 电网低价采购电能。
2.1 简单的微电网示意图
2
随着风力发电、光伏发电、生物质发电以及其他各类节能环保型分布 式电源和微电网的快速发展,改变了传统的电力系统辐射状的供电结构, 对电网的安全稳定运行产生了影响。分布式电源在电能质量、有功/无功 控制、安全、保护和通信方面需要有统一的标准要求来保证分布式电源的 规范化发展,保证系统的安全可靠供电。
微网也被称为分布式能源孤岛系统,将发电机、 负荷、储能装置及控制装置等系统地结合在一起, 形成一个单一可控的单元,同时向用户供给电能 和热能。 微网中的电源多为微电源,亦即含有电力电子界 面的小型机组(小于100kW),包括微型燃气轮 机,燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、 蓄电池等储能装置。 微网接在用户侧,具有低成本、低电压、低污染 等特点。
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工程硕士学位论文
微电网综述报告
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Hale Waihona Puke 校内导师:企业导师:完成日期:
兰州交通大学
无线网络发展综述
无线上网发展现状综述中国政法大学传媒与文化产业研究中心目前,移动互联网正处于发展的起步阶段,越来越多的用户开始选择通过手机、笔记本等便携终端获取移动信息服务和互联网接入服务。
多元的用户需求和增长的用户规模形成了促进移动宽带业务发展的用户基础。
伴随着网络、技术、业务和终端的逐步融合,移动互联网将呈现出快速发展的态势。
移动通信和互联网行业正在通过产业链整合,形成移动互联网产业集群。
一、概念定义移动互联网从技术层面定义是,以宽带IP为技术核心,可同时提供语音、数据、多媒体等业务服务的开放式基础电信网络。
从终端层面定义,移动互联网在广义上是指用户使用手机、上网本、笔记本等移动终端,通过移动网络获取移动通信网络服务和互联网服务;在狭义上是指用户使用手机终端,通过移动网络浏览互联网站和手机网站,获取多媒体、定制信息等其他数据服务和信息服务。
二、市场和用户规模工业和信息化部部长李毅中表示,2008年,我国移动互联网市场规模达到了117亿人民币,增长了54.5%。
据艾瑞咨询预测,在电信运营商和互联网企业共同推动以及移动互联网用户规模快速增长等因素驱动下,2009 年中国移动互联网市场规模将达到147.8亿。
数据来源:艾瑞咨询《2008-2009中国移动互联网行业发展报告》据中国互联网信息中心(CNNIC)11月9日发布的第49期《互联网发展信息与动态》显示,截止到2009年9月30日,我国网民数将达到3.6亿,互联网普及率达27.1%。
2009年第三季度的移动互联网网民规模已超过1.81亿,比2008年的用户规模9860万增长了近一倍。
随着移动互联网用户基础的规模化,加上3G大规模的推广影响,预计2009年年底中国移动互联网用户数量(包括2G、3G、移动上网卡等),有望突破2亿人。
根据CNNIC与CR Nielsen联合进行的《2009年中国移动互联网与3G用户调查》结果显示,手机上网用户的网络应用比例依次为:手机上网浏览新闻、手机在线聊天和手机搜索,各自比例为90.8%、47.9%和46.9%。
微网线路保护综述
微网线路保护综述
夏令琴;李凤婷
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2017(054)008
【摘要】含逆变器微源的微网线路故障时,由于逆变器的限流作用,流过逆变器的故障电流被限制在两倍额定电流以内,造成含逆变器微源的微网并、离网模式下故障电流差距较大,使得基于固定值的常规过流保护不适用于微网.基于上述问题,对造成微网线路故障电流不确定性的影响因素作出总结,主要有微网运行方式,DG接入退出、布局容量、控制方式,并对它们的影响作了分析.文中着重综合概括了目前国内外微网线路保护研究热点,并按是否依赖通信及保护原理的实现方法做了划分.最后针对目前微网线路保护存在的问题探讨其可能的发展方向.
【总页数】6页(P52-57)
【作者】夏令琴;李凤婷
【作者单位】新疆大学电气工程学院,乌鲁木齐 830047;新疆大学电气工程学院,乌鲁木齐 830047
【正文语种】中文
【中图分类】TM93
【相关文献】
1.利用光纤保护实现110kV线路电气环网运行和改善保护性能的研究 [J], 孙照军
2.微网和故障保护微网能独立支持更大的宏网 [J], Jerome Rouze
3.微网继电保护综述 [J], 吴强;刘红岩;杨钦臣;魏承亮;万信书;兰穗梅;施志强;;;;;;;
4.计及线路电阻的直流微网混合储能系统电流\r分配控制策略 [J], 陈德彪;蒋伟明;刘海风;高明明;赵晋斌
5.线路阻抗不等的微网改进下垂控制策略 [J], 芦思晨;潘再平;张明理;史喆
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微网--大规模集成小型发电设备到低压配电网络简介分布式发电单元(DG)在客户端的安装应用的经济潜力关键在于利用局部的燃料发电时产生的余热机会。
因此,在发展小型,千瓦级和热电联供应用方面取得重大进展。
这些系统在欧洲北部国家的发电中发挥了重要作用,而光伏系统则期待在欧洲北部国家发挥更大的作用。
微型热电联供和光伏系统的应用提高了利用能源发电的效率,且实质上提高了有关碳排放的环境效益,考虑到满足京都议定书,而且,靠近需求侧的发电可以提高客服的服务质量。
从实用角度来看,分布式发电单元靠近负荷,减少了电流在输电网和配电网流动,这产生两方面的影响:降低损耗和抑制输电网络的扩大。
因此,分布式能源的使用可以减少对输电和配电设施的需求,然而,对分布式能源的逐渐增加控制的不力给配电网的运行和控制增添了大的难度。
微网给用分散的方法协调分布式能源(DER)使用提供了可能性,因此表现为运行单一,整体控制。
从这点来看,分布式能源能可以提供充分的优势。
微网由低压配电侧的分布式电源,如微型燃气汽轮机组,燃料电池,光伏系统等,和储能装置,如飞轮,超级电容和蓄电池,以及可控负荷组成;具有很强的可控性。
微电网与中压配电网相连,当上游网络发生故障时,为电网能与主网隔离运行;因此,微电网在系统故障后的缓解拥挤和帮助恢复中提供网络支持。
从负荷侧来看,微网能满足当地电力和热负荷需求,提高供电可靠性,减少废气排放,通过提供电压支持、减少电压跌落等,改善电能质量,降低能源供应成本。
本文概述了关于微网的技术和经济运行的问题,提供了一些欧盟资助项目(微网—大规模集成小型发电设备到低压配电网络)的调查结果,欧盟合同ENK5-CT-2002-00610。
微网对服务质量的影响当前分布网络的设计使得中压和低压网络的性能对客户端的服务质量产生主要的影响,然而高压输电和配电网络中的扰动将非正常的影响与低压和中压网络连接的客户的供电可靠性。
在大多数欧盟国家中,超过80%的用户扰动和短时停电都是中压和高压输电网的原因。
微网的主要好处之一是通过提供通常所需的备用容量来增加服务质量的潜能。
微网在孤岛模式的运行能力是可减轻上游网络故障时的影响。
为了能够隔离外部故障和提供稳定的自治运行环境,这个性能要求微网有精密的保护、控制系统和完备基础通信设施。
鉴于欧盟的每一个用户每年平均经历一次持续一个小时的停电事故,重要的是要回答,如果引进微网,可以在此基础上更合理。
分析结果显示,考虑典型资产的寿命和折扣率,小规模分布式发电单元(DG)的孤岛运行方式,如2KW的分布式发电单元供应一个家庭,将平均允许$45的开支来提升系孤岛运行,然而1MW的商业客户网络区域需投资$300000。
微网除了发电的主要活动外,还能进行市场孤岛运营服务和开辟一个次要收入来源。
在目前的网络中,孤岛运行是昂贵的,因为需要支付发电厂、附加的自动化以及保护系统的成本,然而,在将来,大量的分布式发电单元能够被连接到高效管理的微网中。
微网扩展规划的影响微网有能力推迟高压输电和配电网络的加固,因为分布式发电单元离负荷近,且发电厂和负荷之间有很大的关系。
而且,发电机的数量庞大以至于每个发电机单元的情况对整体的总产量不会产生大的影响。
显然,微电网在输电和配电网络的替代策略上将发挥关键的作用,微网对电网络资本输出方面影响的确切评价需要认真研究。
微网运行微网的控制和运行对技术提出了巨大的挑战。
通过优化生产和对热量、气、电的消耗实现重大的经济效益的一个关键是能源的有效管理。
对采用分布式智能技术的微网,协调控制大量需求冲突的分布式资源和受限制的通信技术是一个挑战性的问题。
而且,在微电网的背景中,瞬时有功功率和无功功率平衡,潮流和网络电压概况提出了挑战。
传统来讲,通过能源提供的电网有旋转质量,这些对于内在稳定性的系统是必不可少的。
相反,惯性小的分布式电源需要通过电力电子变换器才能与微网相连接,但微网提供了一个更灵活的运行环境。
微网一个深层次的问题是低电压网络的高抗电抗率,这导致了有功功率和无功功率的强耦合性。
因此,电压和功率的控制不用再分开考虑。
微网的一个关键问题是当系统在发生故障和不同类型的扰动时,能确保系统稳定运行。
孤岛运行模式间连接的过渡状态可能引起发电机和负荷之间的不匹配,提出了一个严重的频率和电压控制问题。
存储技术,比如蓄电池,大容量电容器和飞轮可能成为微电网的重要组成部分,在网络扰动时保证系统稳定运行。
在孤岛运行模式时,维持系统稳定性和电能质量要求精细的控制策略和包含发电和负荷需求关系。
微网控制正如简介中所述,为了实现微网运行的最大利益化,分布式电源与低压电网的结合,以及它们与中压电网上游网络之间的连接,有助于优化系统的运行。
如图1所示,为了实现这个目标,可以设想一个包含三个控制级别的系统控制结构[1]。
不同的控制水平包括:• 就地微发电机控制器(MC)和负荷控制器(LC)• 微网中央控制器(MGCC)• 配网管理系统(DMS)图1 微网控制结构Fig. 1Micro-Grid of control architecture微发电机控制器利用分布式电源的电力电子接口,能用智能设备得到不同程度的加强。
在过渡状态时,它使用就地信息来控制微网的电压和频率。
微发电机控制器须适应各种类型的分布式电源(光伏系统,燃料电池,微型燃气汽轮机组等),负荷的就地控制器安装在可控的负荷上提供负荷控制功能。
微网中央控制器的功能范围从监控分布式电源的实际有功功率和无功功率到承担通过发送分布式能源和可控负荷的控制信号来优化微网运行的责任。
连接配网管理系统馈线的微网看起来像集中负荷。
微网的自治与非自治运行问题以及相关的信息交换是新的重要的争议点。
微网断开和重新同步在故障期间和故障后需要估计。
显然,为了以协调方式运作微网,平衡来源于分布式能源和中压配电网馈线的电力需求和供给,重要的是提供或多或少的分散决策过程。
这几类的分散化水平适用于从完全分散化方法到根本上的集中控制变化范围,而集中控制由微网中央控制器和微发电机控制器和负荷控制器所确定。
这些分散化程度需要探讨和确定其相对优势。
孤岛和运行关联模式在并网运行模式中,根据能量来源和能源价格,本地发电量是基于微网电网价值的最大化来决定。
网络的限制,也就是中压/低压变压器容量或者低压网络拥挤都应该纳入考虑范畴。
当中压或高压系统发生故障时,微网自动转化为孤岛模式运行。
从并网模式到孤岛模式的无缝过渡对于不间断的持续供电是非常关键的。
使用智能化配电方法,在孤岛运行条件下,微发电机控制器和负荷控制器作为独立的中间媒介,能充分使用就地能源维持系统运行。
如果系统扰动引起高压或中压网络上游的一般停电事故,使得微网没有被解列而继续运行于孤岛模式,且如果高压系统在特定时间内不能恢复操作,则微发电机控制器利用自身调节能力提供就地黑启动(大面积停电后的系统自恢复通俗地称为黑启动)功能。
而且,微网中央控制器支持黑启动过程中的重新连接,用这种方法帮助配网管理系统管理高压配电网络。
频率和电压的管理在孤岛运行模式中,频率和电压控制是难题。
如图2所示,传统的电力系统采用常规的下垂方式。
原则上,为了提供负载共享能力,分布式发点单元的微发电机控制器采纳了这个思想。
然而,在微网中,由于有功功率和无功功率之间的强耦合关系,这个方法不能被直接的执行,例如,仅靠增加无功功率来控制电压是不可能的,除非有充足的可用无功功率。
图2显示,只要电压和频率有相同的下垂标志,该定义可被有效应运。
图2 频率和电压的下垂控制Fig. 2Frequency and Voltage Control via droops通信技术通信技术在微网运行和控制中发挥了重要作用。
将来的分布式系统可能从任意的附属于电网的微发电机控制器和负荷控制器得到信息,比如其消耗了多少能量或产生多少能量。
此外,许多研发中的新技术甚至可使小的用户能对运行条件和电价做出响应。
连接嵌入式软件的互联网系统可以用于提供必要的信息。
在这样系统中任何位置的交换系统可利用嵌入式通信技术提供一个高度可重构的网络结构。
微网设计-标准化技术和商业化协议和硬件为了促进微电网的大规模发展,发展标准化技术和商业化协议是非常必要的,这些将使具有即插即用功能的分布式能源安装简便。
微网中央控制器和负荷就地控制器应该被标准化,它们具有固有频率和电压控制能力,对频率变化、电压降低和故障电流期间的承受能力。
而且,灵活的电力电子接口使得微网在可变频率下运行成为可能,而经交直流逆变器变换,微网通过直流接口与整个电网连接并联运行。
安全和保护微网的分布式能源和连接到公共网络的变压器接地,必须仔细分析和发展合适的规则,所以使传统系统达到统一安全水平。
用于安全评估的分析和设计的工具应该显示电网模型的接地和连接方式。
为了从主要的公用网络中尽可能快的隔离微网以保护其分布式发点单元和负荷,保护系统必须迅速响应。
这就需要开发和安装合适的电力电子静态开关,此外,微网设计和运行的特性对基本保护提出了新的要求。
微网内电力电子元器件的使用前景是一个相关的问题,例如,连接微网电源的限制短路电流的固态电路断路器。
微网的建模与仿真微网包含一系列的发电机技术(微型发电机,燃料电池,光伏系统和风力涡轮机)和存储设备(电池,飞轮和超级电容等),大多数通过电力电子接口接入。
这些元件的模型在稳态和暂态情况下都已具体化,而且,微网可能使用单相电路和加载单相负荷,这些因素产生不平衡的情况,如感应电动机等的动态负荷的相互作用加剧了这种现象。
模拟这些影响时,要开发一个合适的分析工具,这个工具具有可代表三相系统、中性电阻、接地电阻、接地线和微电源的各种模型的图符。
结论为了整个网络的运行和控制,分布式发电单元和储能装置在低压网络的结合是非常必要的。
这通过微网的运行可以实现。
本文提出了微网的好处和关键技术挑战,尽管明确的好处是不容置疑的,但是在量化方面还有很大困难。
最后,本文简要概述了微网运行和控制以及设计方面技术难题,简要介绍了一些研究成果和发展前景。
参考文献:[1] MICROGRIDS – Large Scale Integration of Micro-Generation to Low Voltage Grids,EU Contract UNK5-CT-2002-00610,Technical Annex,May 2002。