分布式新能源并网的微电网控制策略
微电网的协调控制与能量管理策略
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微电网的协调控制与能量管理策略前言:在当代社会,能源危机和环境问题愈发突出,推动着新能源的发展与普及。
微电网作为一种新兴的能源系统,具备可靠性高、灵活性强、环境友好等优势,被广泛应用于小区、工业园区等场景。
然而,微电网的协调控制和能量管理策略是实现其优化运行的关键。
本文将探讨微电网在协调控制和能量管理策略上的相关问题和解决方案。
一、微电网协调控制1. 分布式能源资源管理微电网中各种分布式能源资源(如太阳能、风能、蓄电池等)分布广泛,接入方式多样,如何协调和管理这些分布式能源资源成为一个亟待解决的问题。
可以通过建立优化模型,考虑系统的经济性、可靠性、环境友好性等因素,以实现分布式能源的最优分配和管理。
2. 多能流之间的协调与转换微电网内有多种能流之间需要协调与转换,包括电能、热能和气能等。
为了实现各种能流之间的高效利用,可以引入多能流集成技术,将不同能源互补和转化,提高能源的利用效率。
同时,通过智能开关、电力电子器件等控制手段,实现能流的高效、无损转换。
3. 网联与脱离运行模式切换微电网可以与公共电网相互连接,实现网联运行;也可以脱离公共电网,实现独立运行。
在不同的运行模式之间切换时,需要实现平稳过渡和无缝切换,确保微电网的稳定运行。
可以通过引入能量存储系统、智能控制算法等手段,提高微电网的运行模式切换能力。
二、微电网能量管理策略1. 优化能源的供需关系微电网中多种能源的供需关系需要进行动态管理和优化,以尽量减少能源的浪费和排放。
可以通过预测用户的用能需求和能源的产生情况,预测微电网的能源供需状况,进而采取相应的调整措施,以实现能源的有效利用。
2. 能量存储与分配机制能量存储是微电网能量管理的重要手段之一,可以通过蓄电池、储热系统等方式进行能量存储。
通过优化能量的存储和分配机制,可以提高微电网的自供能力和供能可靠性。
同时,合理利用能量存储系统的剩余能量,参与电力市场的调度,实现电力的双向流动。
3. 能量的系统调度和控制微电网中的能量管理需要进行系统调度和控制。
基于储能的微网并网和孤岛运行模式平滑切换综合控制策略
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2、电压调整:在两种运行模式之间切换时,需要对电压进行相应调整。例如, 在并网模式下,可以依靠大电网来稳定电压;在孤岛模式下,需要通过储能设 备和逆变器来稳定电压。
3、优化决策:根据微网的实时运行状态和优化目标,动态选择并网或孤岛运 行模式。例如,当大电网出现故障时,微网可以快速进入孤岛状态以保证连续 供电;当大电网恢复正常后,微网可以平滑切换回并网状态。
4、异常处理:在切换过程中出现异常情况时,需要立即采取相应措施。例如, 当检测到并网状态异常时,可以立即断开并网开关;当检测到孤岛状态异常时, 可以立即重新并网或进行故障排除。
参考内容
随着能源结构的转变和分布式能源的快速发展,微电网作为一种新型的电网结 构,越来越受到人们的。微电网能够实现新能源的高效利用,提高电力系统的 可靠性和稳定性,同时降低对环境的影响。在微电网的运行过程中,平滑切换 控制策略的实现对于保证重要负荷的持续可靠供电具有重要意义。本次演示将 就微电网的平滑切换控制策略进行深入探讨。
基于储能的微网并网和孤岛运 行模式平滑切换综合控制策略
01 引言
03 参考内容
目录
02 微网并网运行模式
引言
随着能源结构和需求的不断变化,分布式能源系统逐渐成为未来智能电网的重 要发展方向。微网作为一种分布式能源系统的典型代表,具有提高能源利用效 率、降低能源损耗、增强供电可靠性等优点。在微网运行过程中,根据不同的 运行模式,需要对其进行相应的控制策略以确保系统的稳定性和可靠性。本次 演示将介绍一种基于储能的微网并网和孤岛运行模式平滑切换综合控制策略, 旨在实现两种运行模式间的无缝切换,提高微网的运行效率。
1、并网状态检测:通过实时监测并网开关的状态以及大电网的电压、频率等 参数,判断微网是否处于并网状态。
新能源电网中微电源并网控制方法探究
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新能源电网中微电源并网控制方法探究摘要:近年来,随着国民经济的高速发展,电能需求量呈现逐年稳步增加的发展态势,传统能源难以满足实际需求。
在这一背景下,基于分布式发电方式的微电网应运而生,正在逐渐取代火力发电、水力发电等方式,这对发展低碳经济、优化能源结构体系有着重要的现实意义。
然而,微电网有着并网时易产生较大瞬时电流、电压与频率等参数控制难度高、微电源出力波动的特性,如果未加控制,将会对微电网自身性能与所并入大电网性能造成明显影响,存在安全隐患。
关键词:新能源电网;微电源;并网;控制方法一、微型电源的类型1.1往复式发动机。
由储能装置、微型电源构成了微型电源,微型电源分布区域为:电力负荷周围,能够兼容具有节能功能的发电装置,包括风能、太阳能电池、燃气轮机等。
以化石能源为载体的微电源涵盖以下发电装置:往复式发动机、微型燃气轮机、燃料电池。
其中,往复式发动机采用的燃料为:汽油,该设备具有一系列优势,例如:运行速率高、具有较高的安全性能、低廉的制造成本,被广泛用于企业生产中。
内燃机在启动过程中,即使电力系统出现故障时,内燃机能够自动发挥应急用电功能。
但是该设备也存在很多劣势,例如:噪音污染严重,后期维护难度高等。
如今,人们常常将该设备运用于汽车发动机中,将燃料设置为天然气,减少了噪音污染。
1.2微型燃气轮机。
微型燃气轮机是一种迷你型的燃气轮机,其燃料包括:methane、天然气、汽油等,整个循环系统被设置成回热式,构成部分包括:回热器、透平、发电机、压气机等,当高压空气从压气机中流出后,将进入回热器设备中准备预热工作,直到燃料室启动后,燃料才开始燃烧。
一般情况下,该设备在运行过程中,高频交流电需要一个转化为高压直流电流程,随后才变成工频交流电汇。
不同于柴油机发电机组,微型燃气轮机设备性能更佳,主要体现在以下几个方面:结构十分简单、设备重量轻、涵盖的运动零件少,在运行过程中不会消耗太多的燃料,能够使用较长的时间。
浅述微电网系统并网运行控制策略
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⑥检查储能单元 SOC 是否越限。 若是充电指 令,检查储能单元当前 SOC 是否越上限;若是放电 指令,检查储能单元当前 SOC 是否越下限。 若 SOC 越限,则告知用户及电网调度 SOC 越限,进入步骤 ⑦;否则,进入步骤⑧。
2风光储联合功率控制光伏发电和风力发电的出力易受到外部气象因素影响出力会有波动可根据分布式发电预测与负荷预测的结果科学控制微电网内储能单元出力弥补风光发电实时波动性使风光储联合发电出力稳定在一定的范围内满足稳定供电的要求这就是风光储联合功率控制
研究与发展
2020年第 1期
青海科技
浅述微电网系统并网运行控制策略
⑦若 SOC 低于下限,下达充电指令,储能单元 以较大功率充电;若 SOC 高于上限,下达放电指令, 储能单元以较大功率放电。 直到 SOC 恢复到某一设 定值。
⑧按照计算目标值下达储能充放电指令并检查 执行情况。 若风光出力实时监测值与预设出力有出 入,超过允许范围,则返回④,再次根据当前风光实 时出力情况计算储能单元的出力目标值并下达充放 电指令,直到进入风光出力预测下一时段。
与计划控制相比,风光储联合功率控制策略对 储能系统的控制提出了更高的要求,计划控制策略 中,储能系统大部分时候是恒功率运行;而在风光储 联合功率控制策略中,储能系统主要进行变功率充 放电运行。 为减少储能系统日充放电次数,提高储 能系统的使用寿命,要合理选取 PM 计算参数。 2.2 基于混合储能的功率平滑控制
以储能单元的充放电计划控制为例,详细步骤 如下:
①读取储能单元充放电计划控制曲线,检查储 能单元运行状态。 若储能单元处于停机状态,下达 并网开机指令;若储能单元处于正常运行状态,进入 步骤②。
《2024年微电网运行策略及优化方法研究》范文
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《微电网运行策略及优化方法研究》篇一一、引言随着社会对可再生能源的依赖性日益增强,微电网作为一种新型的能源供应模式,其运行策略及优化方法的研究显得尤为重要。
微电网能够整合分布式能源资源,如风能、太阳能等,并通过智能控制技术实现能源的高效利用和供应。
本文将针对微电网的运行策略及优化方法进行深入研究,旨在为微电网的可持续发展提供理论支持和实践指导。
二、微电网的基本概念及组成微电网是指通过先进的电力电子技术,将分布式能源、储能系统、负荷等有机结合,形成一个能够自我控制、管理和优化的独立电力系统。
其基本组成包括分布式发电系统、储能装置、能量转换装置以及监控管理系统等。
三、微电网的运行策略1. 能源调度策略:根据微电网内各分布式电源的出力特性及负荷需求,制定合理的能源调度策略。
通过实时监测各电源的出力情况及负荷需求,进行动态调整,确保微电网的稳定运行。
2. 优化配置策略:根据微电网的实际情况,制定合理的设备配置方案,包括分布式电源、储能系统等。
同时,结合经济性、环保性等因素,进行设备选型和配置优化。
3. 保护控制策略:为确保微电网的安全稳定运行,制定完善的保护控制策略。
包括故障诊断、隔离及恢复供电等措施,确保在发生故障时能够及时处理,降低损失。
四、微电网的优化方法1. 能量管理优化:通过引入智能控制技术,实现微电网内能量的优化管理。
包括需求响应、能量预测、储能系统的调度等,以提高能源利用效率。
2. 分布式电源的优化:针对不同分布式电源的特性,制定相应的优化措施。
如通过优化风力发电和光伏发电的并网运行策略,提高其发电效率。
3. 通信网络的优化:通过建立高效稳定的通信网络,实现微电网内各设备之间的信息共享和协同控制。
这有助于提高微电网的运行效率和管理水平。
五、实例分析以某地区微电网为例,通过引入先进的能量管理技术和优化方法,实现了微电网的高效运行和能源的充分利用。
具体措施包括:建立完善的能量管理系统,实现需求响应和能量预测;优化风力发电和光伏发电的并网运行策略;建立高效稳定的通信网络,实现各设备之间的信息共享和协同控制等。
新能源电网中微电源并网的控制方法探讨
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新能源电网中微电源并网的控制方法探讨摘要:微电网作为当前环境中电力系统的发展方向,受到了各界广泛关注。
微电网在运行状态中,对逆变器的控制提出了较高要求,为了保障电能质量达标,技术人员需要保障频率、电压值被控制在合理范围中,因此有效解决并联组网问题,对微电网的发展具有重要意义。
关键词:新能源电网;微电源;并网控制1、微电网的基本结构微电网的构成要素包括:控制系统、储能装置、电力负荷等,电力电子作为电网和微电源的接口,能够保障系统正常运行。
为了保障电力负荷中的电能发挥作用,微电网的运行模式通常为:单独运行、并网运行。
当电能质量不符合系统规范时,微电网能够及时启动独立运行状态。
微电网呈放射状,通过外部电网与静态开关相连接。
微电网系统被静态开关划分为两个模块:馈线在连接过程中设置了微电源,支持本地供电。
当电网发生故障后,电网将进入独立运行状态;当非敏感负荷和馈线相连后,电网能够承载这些部件的运行。
由于微电网配置中设有潮流控制器、能量管理器,因此技术人员能够对微电网进行科学控制。
当负荷出现变化后,潮流控制器会参照电压情况、频率值进行潮流参数调整工作,对微电源的功率进行合理的减少、增加,可以达到整个微电网系统的平衡效果。
2、微电源定义及分类所谓的微电源就是指微电网中的逆变器、分布式电源及储能装置,其大致可以分为以下两类:第一类,传统的电机,如小型柴油发电、水力发电、潮汐和生物能发电。
第二类是与电网直接相连的电力电子型电源,同时也叫做逆变电源。
将逆变电源进行细分又可以分为以下类别:①燃料电池、飞轮储能、储蓄电池等直流电源;②小型燃气轮机、小型风力发电等高频交流电源,这种电源通过整流、逆变转化为交流。
由于第二类电源在微电网中具有明显的优势,因此未来的逆变电源将会发展的十分迅速,与常规电源相比,它的电压调整和控制方式比较特殊,因此需要制定相应的控制策略,来实现大规模微电源并入电网。
3、新能源电网中微电源并网控制对策3.1控制策略综述①电压的要求。
微电网 新能源分布式能源系统的发展
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微电网新能源分布式能源系统的发展微电网:新能源分布式能源系统的发展随着能源需求的增加和环境问题的日益突出,全球各国都在寻求减少对传统化石能源的依赖,转向可再生能源的开发和利用。
在这一背景下,微电网作为一种新型的能源分布式能源系统逐渐崭露头角。
本文将探讨微电网的定义、特点、发展动态以及未来前景。
一、微电网的定义与特点微电网,又称为微网或小型电网,是指通过集成多种可再生能源、储能技术和传统能源传输系统,形成的一种小型能源分布式系统。
与传统电网相比,微电网具有以下几个显著特点。
首先,微电网实现了电力的局部供应与互联互通。
由于微电网采用分布式发电系统,可以将电力供应局限于特定的区域,从而避免了传统电网长距离输电的能量损耗问题。
同时,微电网还具备自身互联互通的能力,当某个区域供电不足时,可以实现与其他微电网的互联互通,从而实现能源的共享。
其次,微电网具备自主调节和故障隔离恢复的能力。
由于微电网采用分布式能源系统,可以根据需求对能源的产生和供应进行调节,从而满足用户的不同需求。
另外,微电网还拥有故障隔离恢复的能力,当某个部分发生故障时,系统可以自动隔离故障区域,不影响其他区域的供电。
最后,微电网具备环境友好和经济可行的特点。
微电网的多元化能源结合了太阳能、风能等可再生能源,减少了对化石燃料的依赖,从而减少了对环境的污染。
与此同时,微电网的建设和维护成本相对较低,能够提供经济可行的能源解决方案。
二、微电网的发展动态近年来,微电网正迅速发展,并在许多国家和地区得到广泛应用。
以下是微电网在世界各地的发展动态的几个案例。
美国是微电网发展的领头羊之一。
在美国,微电网已经在一些大城市和农村地区得到应用。
例如,纽约市的布鲁克林区已经建立了一个由太阳能和风能组成的微电网,为该区域提供可靠的清洁能源。
中国也在积极推进微电网的建设。
特别是在一些偏远地区和岛屿地区,微电网可以解决传统电网无法覆盖的痛点。
例如,中国福建省的一个小岛上就建立了一个微电网系统,解决了该岛居民的供电问题。
新能源微电网电压稳定性分析及控制策略
![新能源微电网电压稳定性分析及控制策略](https://img.taocdn.com/s3/m/03bbf98fdb38376baf1ffc4ffe4733687f21fc4f.png)
新能源微电网电压稳定性分析及控制策略摘要:社会发展离不开对新能源的应用,随着新兴产业的不断发展,新一轮的能源革命也随之到来,对于新能源的应用变得十分广泛,尤其是在微电网运行过程中,离不开新能源的应用,它是微电网顺利运行的质量保证。
新能源是对传统能源结构的有力一击,改变了传统能源的格局,促进能源利用率的有效提升,对我国经济发展有着重要的帮助。
本文主要从三个方面介绍了新能源微电网,希望对今后的产业发展带来一定帮助。
关键词:新能源;微电网;电压;稳定性;控制引言新能源微电网的运行模式主要有两种,一种是并网,一种是独立,在不同的场景中各有作用。
运用有效的控制手段可以保证能源供给,促进微电网系统更加高效的运行。
为了能让我国电网更加稳定的运行,就必须要加强对电压稳定性的研究,进而推动电网行业的发展。
1、对新能源微电网的概述新能源微电网对于互联网来说是一种重要的应用载体,尤其是在可再生能源种类越来越多的背景下,其应用范围也变得愈发宽泛。
和传统微电网相比,新能源微电网的稳定性更强,可以在不同能源之间形成互联,让电力系统在层次上变得更加丰富。
随着科学技术的不断发展,新能源微电网与“互联网+”实现了结合,使得控制效果得到进一步提升。
针对微电网而言,其可借助自身电力局域网的身份和能源互联网之间密切合作,旨在促使电网信息可以达到高效传输以及处理的效果,由此构建了一个具有更高层次和功能的综合性互联网。
2、新能源微电网电压稳定性分析2.1如何维持新能源微电网的电压稳定性倘若想要让新能源微电网的电压稳定性得到有效强化,那么就要控制好各个层次的电压,让新能源微电网可以更加稳定的运行。
制定控制策略的前提条件是要保证参数信息的准确无误,只有这样才能得到综合性的管理效果,促使该电网的最大价值得以充分发挥。
除此之外,如果想要让新能源微电网电压稳定性效果上升到一个新的层次,那么还应当将目光放在数据的收集之上,之所以这样做是因为这些数据信息能够在很大程度上为新能源微电网电压稳定性方案起到一定的调整作用,让控制效果变得更加稳定,提高综合效果的处理水平,达到更加完美的调整效果,在潜移默化中切实保障微电网的电压稳定性。
微电网能量管理与控制策略
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自治性
实现稳态、暂态功率平衡和电压/频率的稳定 对事故自助采取措施进行控制和纠正
二、微电网能量管理
能量管理系统(EMS):主要针对发输电系统,对电网进行 调度决策管理以及控制,提供电网的实时信息给调度管 理人员,能够提高电能质量,保证电网安全运行以及改 善电网运行经济性,是现代电网调度自动化系统的统称。
二、微电网能量管理系统主要功能
➢ 对可再生能源发电与负荷进行功率预测; ➢ 为储能设备建立合理的充、放电管理策略; ➢ 为微网系统内部每个分布式能源控制器提供功率和电压设定点; ➢ 确保满足微网系统中的热负荷和电负荷需求; ➢ 尽可能的使排放量和系统损耗最小; ➢ 最大限度地提高微电源的运行效率; ➢ 对无功功率进行管理, 维持微电网较好的电压水平; ➢ 提供微网系统故障情况下孤岛运行与重合闸的逻辑与控制方法;
控制方法
PQ控制
VF控制
下垂控制
三、单个微电网控制策略
PQ控制是逆变器输出的有功功率P和无功功率Q的大小可控。它是将有功功 率和无功功率解耦后, 对电流进行PI控制, 通过控制逆变器来保证DG输出的有功和无 功保持在恒定值。
V/f控制即恒压恒频控制, 指的是通过控制手段使逆变器输出电压幅值u和频率 f保持恒定。采用双闭环控制, 以滤波器输出电压反馈作为控制外环, 以电容电流反馈 作为控制内环。
而在对等控制策略中, 各个分布式电源互不干扰, 运行 不受彼此影响, 稳定性较高。但从原理上看, 其只考虑到一 次调频问题, 没有考虑系统电压和频率的恢复问题, 并且在 控制和应用上仍存在很多关键问题亟待解决。
微电网能量管理与控制策略
目录
一、微电网的发展 二、微电网能量管理 三、微电网控制策略
一、微电网的发展
新能源微电网电压稳定性分析及控制策略
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新能源微电网电压稳定性分析及控制策略摘要:为了满足微电网对功率的要求,一般需要综合运用多种储能系统,在电量充足时将能源储存在储能系统中,以在发电容量小于用电负荷时提供功率缺额。
储能系统利用双向DC/DC 变换器来控制充放电。
最常见的储能装置是蓄电池和超级电容,蓄电池的能量密度较大,但功率密度较小,而超级电容器功率密度较大,能量密度很小,因此需要二者的结合来发挥功率支撑的作用。
关键词:新能源微电网;电压稳定性;分析及控制引言本文提出一种新的微电网电压稳定控制策略,该策略的核心是超级电容电压自适应调节,在极端工况下可提高超级电容存储的能量,从而具有更高的电压调节灵活度。
因此,可在不增加成本的同时增强微电网的稳定性。
1.电网电压稳定性分析电压稳定调节是保证微电网稳定运行的前提,但微电网系统的特点就是规模较小,电源容量和稳定性均低于传统大电网,因此在极端工况下会出现电压跌落超过限制的现象。
为了满足微电网对功率的要求,一般需要综合运用多种储能系统,在电量充足时将能源储存在储能系统中,以在发电容量小于用电负荷时提供功率缺额。
储能系统利用双向 DC/DC 变换器来控制充放电。
最常见的储能装置是蓄电池和超级电容,蓄电池的能量密度较大,但功率密度较小,而超级电容器功率密度较大,能量密度很小,因此需要二者的结合来发挥功率支撑的作用。
经研究提出精确控制各储能单元的输出电流的策略,从而可以精确分配各个储能单元的出力,实现多元协调控制。
从 SOC均衡的角度来精确控制各储能单元的电流比例,但没有考虑线路电阻的温度漂移特性,因此存在阻抗不匹配的问题,进而制约该方法的自适应特性。
研究了光伏微电网中的电源特性对系统电压的影响,并从混合储能的角度设计电压稳定控制策略,建立了可再生能源阵列模型,在此基础上提出了微电网电压稳定性控制策略,并采用蓄电池和超级电容器混合储能来平抑各光伏微源输出功率波动,从而保证了系统电压稳定。
2.基于分层理念的微电网控制策略2.1第一层控制要想保证新能源微电网电压稳定,必须采用分层理念进行微电网控制。
分布式新能源大规模接入对配电网影响及应对
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分布式新能源大规模接入对配电网影响及应对摘要:随着近些年新能源技术的不断应用,其对于支撑我国配电发电技术的进步产生了重要的影响。
本文针对目前新能源接入技术的影响进行了分析,给出了相应的应对对策,希望能够为提升我国分布式新能源大规模接入技术的应用创造良好的条件。
关键词:分布式新能源;配电网;影响与应对1新能源主要指的是风能、太阳能、核能等绿色能源。
在目前的发展过程当中,以风能和太阳能进展较为迅速。
新能源接入到目前的配电网当中,以常用的新能源技术发电为主,减少其在电网运行过程中的损耗,避免产生膨胀效应。
未来在分布式新能源接入发展过程中,能够有效的保证我国能源的优化与改革,实现碳中和目标。
2 新能源接入并网影响分析2.1 对电网规划的影响长期以来,火力发电、水力发电都占据我国能源电力的主体地位,对于电网的规划与运行一直都是围绕二者展开。
分布式新能源大规模接入并网后,会明显增大配电网的节点数目,若仍采用原有的电网规划模式,配电网难以进行负荷预测,规划结果容易出现较大误差或无法得到最优网络布置方案。
此外,分布式电源接入了大量不同规模的企业发电机组,这些企业的中期和远景规划的较大差异也会导致配电网整体长期规划更加困难。
还需注意的是,分布式新能源大规模接入并网后,将会造成电网电路变化,如果规划不合理,则容易引发故障[1]。
2.2 对电能质量的影响分布式新能源接入并网后会对配电网产生一些干扰,从而对电能质量产生影响,主要体现在电压波动、谐波和频率等方面。
以风力发电和光伏发电为例,其发电功率随天气情况变化,出力不够稳定,会导致地区电网电压有较大幅度变化,导致节点电压的裕度降低。
此外,由于包含了大量电力电子元件,导致在发电过程中产生了比火力发电、水力发电更多的谐波。
相比于传统火力和水力发电的集中发电形式,新能源发电功率不确定性更强、频率调节能力欠佳。
新能源发电过程中,当电站容量过小时,多个机组进行投切动作时不会导致电网频率超限状态,而当接入并网达到一定规模时,会增大整个配电网的调频压力,造成电网出现频率异常波动现象。
微电网控制策略研究
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微电网控制策略研究1.分布式电源及其等效模型1.1分布式电源的定义国际上关于分布式发电的定义较多,没有形成对分布式发电的统一定义,不仅不同国家和组织,甚至是同一国家的不同地区对分布式发电的理解和定义都不尽相同,以下是几种比较有代表性的:(1)国际能源署对分布式发电的定义为:服务于当地用户或当地电网的发电站,包括内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电技术,以及能够进行能量控制及需求侧管理的能源综合利用系统;(2)美国《公共事业管理政策法》对分布式发电的定义为:小规模、分散布置在用户附近,可独立运行、也可以联网运行的发电系统;(3)丹麦对分布式发电的定义为:靠近用户,不连接到高压输电网,装机规模小于10MW的能源系统;(4)德国对分布式发电的定义为:位于用户附近,接入中低压配电网的电源。
接入电压等级限制为20kV,主要包括光伏、风电和小水电;(5)法国对分布式发电的定义为:接入低压配电网,直接向用户供电的电源。
接入电压等级限制为20kV,容量限制为10MW,主要是热电联产、小水电和柴油机。
综合以上几种定义的共同点,可以认为分布式电源指的是以新能源发电为主,容量较小且靠近负荷中心的发电设备,如小型风力发电机和光伏电池等。
目前,微电网示范工程中的分布式电源主要包括柴油机、微型燃气轮机、小型水力发电机、小型风机、燃料电池和光伏电池,此外,还有少数的生物柴油机、液流电池、超级电容、飞轮储能等。
1.2分布式电源的并网方式虽然各种分布式电源都可以接入微电网为负荷供电,但由于它们自身的一下特点和微电网对电能质量及供电可靠性的要求,各类分布式电源的并网方式不尽相同。
小型水力发电机、鼠笼型异步风机和柴油机等小型常规发电机输出稳定,可直接并网。
光伏电池、燃料电池和直流风机等直流分布式电源输出直流电,通常需要经逆变器接入交流微电网,这种并网方式称为直—交式并网。
微型燃气轮机和同步风力发电机输出幅值频率变化的交流电电气量,需要整流逆变后才能并网,这种并网方式称为交—直—交并网,对应的分布式电源统称交直交分布式电源。
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略
![微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略](https://img.taocdn.com/s3/m/e46a284a974bcf84b9d528ea81c758f5f61f292b.png)
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略一、概述随着能源结构的转型和新能源技术的快速发展,微网系统作为一种新型的分布式能源供应方式,正逐渐受到广泛关注和应用。
微网系统由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷以及监控和保护装置等组成,可以在并网和孤岛两种模式下运行。
并网模式下,微网系统与主网相连,共享主网的资源和能量孤岛模式下,微网系统独立于主网运行,为内部负荷提供电能。
微网系统在这两种模式之间的无缝切换,对于保障电力系统的稳定、安全和可靠运行具有重要意义。
无缝切换控制策略是微网系统并网孤岛运行模式切换的关键技术之一。
它需要在保证微网系统内部负荷供电连续性的同时,实现微网系统与主网之间的平滑过渡。
无缝切换控制策略的研究和应用,对于提高微网系统的运行效率和可靠性,推动新能源的广泛应用,促进电力系统的可持续发展具有重要意义。
本文旨在探讨微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略的研究现状和发展趋势,分析无缝切换控制策略的关键技术和实现方法,为微网系统的无缝切换控制策略研究和应用提供参考和借鉴。
通过对无缝切换控制策略的深入研究和应用,我们可以进一步提高微网系统的运行效率和可靠性,推动新能源技术的广泛应用,为电力系统的可持续发展做出贡献。
1. 微网系统概述微网系统,亦称为微电网系统,是一种相对于传统大规模发配电模式而言的小型电网系统。
它主要由各种微源(如新能源光伏、光热、风电以及传统电机等)、储能装置、负荷、保护和监控装置等组件构成。
微网系统能够实现自我控制、保护和管理,具备灵活的运行模式和调度管理性能,既可以并入大电网运行,也可以独立作为孤岛运行。
在并网模式下,微网系统与大电网一起分担用户的供电需求,而在孤岛模式下,微网系统则保证用户尤其是重要用户的正常用电。
通常,微网系统接在低压或中压配电网中,通过分布式发电和储能技术,实现能源的高效利用和经济的优化运行。
微网系统的能源输入形式多种多样,包括可再生能源(如太阳能、风能等)和传统能源。
微电网运行控制策略
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微电网运行控制策略截至目前,国内已开展微电网试点工程30个,既有安装在海岛孤网运行的微电网,也有与配电网并网运行的微电网。
“十三五”期间,我国将在太阳能、风能占优势的地区建设微电网示范区,还将推动建设100座新能源示范城市。
为进一步保障微电网的安全、可靠、经济运行,结合我国微电网发展的实际情况,一些新的微电网技术需求有待进一步研究。
微电网研究领域,最为关键的技术是微电网的运行控制,微电网控制的基本要求是:任一微电网的接入,不对既有微电网系统造成明显影响;能协调微电网的发电与负荷,自主选择运行点;能稳定的在并网和孤岛两种模式下运行,并在两种模式间平滑切换;可以对有功、无功进行独立控制,具有自主校正电压跌落和系统不平衡的能力。
微电网控制功能基本要求是新的微电源接入时不改变原有设备,微电网解、并列时是快速无缝的,无功功率、有功功率要能独立进行控制,电压暂降和系统不平衡可以校正,要能适应微电网中负荷的动态需求。
微电网控制功能如下:(1)基本的有功和无功功率控制由于微电源大多为电力电子型的,有功功率和无功功率的控制、调节科分别进行,可通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率,调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。
(2)基于调差的电压调节在有大量微电源接入是用P-Q控制是不适宜的,若不进行就地电压控制,就坑内产生电压或无功振荡。
而电压控制要保证不会产生电源间的无功环流。
在大电网中,由于电源间的阻抗相对较大,不会出现这种情况。
微电网中只要电压整定值有小的误差,就可能产生大的无功环流,使微电源的电压值超标。
要根据微电源所发电流是容性还是感性来决定电压的整定值,发容性电流时电压整定值要降低,发感性电流时电压整定值要升高。
(3)快速负荷跟踪和储能在大电网中,当一个新的负荷接入时最初的能量平衡依赖于系统的惯性,主要为大型发电机是惯性,此时仅系统频率略微降低而已。
由于微电网中发电及的惯量较小,有些电源是响应时间常数又很长,因此当微电网与主网解列成孤岛运行时,必须提供蓄电池、超级电容器、飞轮等储能设备,相当于增加一些系统的惯性,才能维持电网的正常运行。
能源行业智能化分布式能源发电与并网方案
![能源行业智能化分布式能源发电与并网方案](https://img.taocdn.com/s3/m/d580a9805122aaea998fcc22bcd126fff7055ddd.png)
能源行业智能化分布式能源发电与并网方案第一章分布式能源发电概述 (3)1.1 分布式能源发电的定义 (3)1.2 分布式能源发电的优势 (3)1.2.1 提高能源利用效率 (3)1.2.2 降低能源成本 (3)1.2.3 减少环境污染 (3)1.2.4 提高供电可靠性 (3)1.2.5 促进能源结构调整 (3)1.3 分布式能源发电的发展趋势 (3)1.3.1 技术创新 (3)1.3.2 政策支持 (4)1.3.3 市场需求 (4)1.3.4 跨行业融合 (4)第二章智能化分布式能源发电技术 (4)2.1 智能化分布式能源发电技术概述 (4)2.2 智能化分布式能源发电关键设备 (4)2.3 智能化分布式能源发电系统设计 (5)2.4 智能化分布式能源发电技术发展趋势 (5)第三章分布式能源发电并网技术 (5)3.1 分布式能源发电并网概述 (5)3.2 并网技术要求与标准 (5)3.3 并网系统设计及运行 (6)3.4 并网技术的发展趋势 (6)第四章智能化分布式能源发电监控系统 (6)4.1 监控系统概述 (6)4.2 监控系统硬件设备 (6)4.2.1 数据采集设备 (7)4.2.2 通信设备 (7)4.2.3 数据处理设备 (7)4.2.4 人机交互设备 (7)4.3 监控系统软件平台 (7)4.3.1 数据采集与处理软件 (7)4.3.2 监控界面软件 (7)4.3.3 数据分析与优化软件 (7)4.4 监控系统的应用与优化 (8)4.4.1 预防性维护 (8)4.4.2 能源优化配置 (8)4.4.3 自动控制 (8)4.4.4 故障诊断与处理 (8)4.4.5 信息共享与远程监控 (8)第五章分布式能源发电系统保护与控制 (8)5.1 保护与控制概述 (8)5.2 保护与控制关键设备 (8)5.3 保护与控制系统设计 (9)5.4 保护与控制技术的发展趋势 (9)第六章智能化分布式能源发电与微电网 (9)6.1 微电网概述 (9)6.2 微电网与分布式能源发电的融合 (9)6.2.1 分布式能源发电的优势 (10)6.2.2 微电网与分布式能源发电的融合方式 (10)6.3 微电网运行与控制 (10)6.3.1 微电网运行策略 (10)6.3.2 微电网控制策略 (10)6.4 微电网的发展前景 (11)第七章分布式能源发电与可再生能源的集成 (11)7.1 可再生能源概述 (11)7.2 分布式能源发电与可再生能源的集成方式 (11)7.3 集成系统的运行与维护 (12)7.4 可再生能源集成技术的发展趋势 (12)第八章智能化分布式能源发电的商业模式 (12)8.1 商业模式概述 (12)8.2 分布式能源发电的商业模式 (12)8.2.1 投资运营模式 (12)8.2.2 服务模式 (13)8.2.3 政策支持模式 (13)8.3 智能化分布式能源发电的商业模式创新 (13)8.3.1 技术驱动创新 (13)8.3.2 市场驱动创新 (13)8.3.3 政策驱动创新 (14)8.4 商业模式的发展趋势 (14)第九章分布式能源发电与并网政策法规 (14)9.1 政策法规概述 (14)9.2 分布式能源发电政策法规 (14)9.3 并网政策法规 (15)9.4 政策法规的发展趋势 (15)第十章智能化分布式能源发电与并网工程案例分析 (15)10.1 工程案例分析概述 (15)10.2 智能化分布式能源发电工程案例分析 (15)10.3 分布式能源发电并网工程案例分析 (16)10.4 工程案例的启示与展望 (16)第一章分布式能源发电概述1.1 分布式能源发电的定义分布式能源发电,又称分散式能源发电,是指在用户侧或接近用户侧,采用小型、模块化、分散布置的发电设备,进行能源生产的一种新型能源利用方式。
分布式光伏发电微网控制策略解析
![分布式光伏发电微网控制策略解析](https://img.taocdn.com/s3/m/f922782d81c758f5f71f67bb.png)
分布式光伏发电微网控制策略解析摘要:随着我国工业经济的快速发展,经济发展与环境保护之间的矛盾日益尖锐,这严重影响了我国经济的持续稳健发展。
为此,加快我国经济布局的调整和能源结构的优化升级乃光伏发电产业发展的当务之急。
光伏发电作为一种可再生能源,其拥有清洁干净、发电过程简单、能源分布广泛、不产生噪音等诸多优点,因此加快光伏发电技术的应用和推广意义重大。
在分析光伏发电原理的基础上,指出分布式光伏发电存在的问题,并提出切实可行的解决策略。
引言由于目前生产力分布格局和分布式能源自身特点,分布式光伏发电发展在短期内代替传统功能方式是不可能的,但可以为集中供能系统进行有效补充,成为人类实现安全可靠、清洁环保、便捷高效智能生活关键环节,迎来崭新的局面。
1 微电网构成1.1 微电网结构微电网一般呈辐射状,经一主隔离设备与上级电网相连,相对于上级电网表现为可控单元,可实现孤网或并网运行及两种运行模式间的无缝切换。
整个微电网装设潮流控制器、保护协调器、能量管理器等控制装置,能量管理器负责接受调度指令及优化微电网运行。
馈线装设热电联供分布式电源,向敏感负荷和热负荷提供电能和热能,实现对负荷的分层分级控制。
当外部电网发生故障或电能质量不能满足要求时,微电网断开与外部电网联接孤网运行,微电网内负荷全部由分布式电源供电,若不能保持微电网内部电能供需平衡,则切除对非敏感负荷的供电。
故障消除后,微电网经平滑无缝切换,重新恢复和外部电网并联运行。
1.2 微电网元件微电网的元件主要包括:分布式电源、储能装置、静态开关和电力电子器件等。
分布式电源指分散安装在负荷附近的电源,可分为可再生和不可再生两类。
可再生分布式电源包括风力发电、光伏发电、潮汐发电等;不可再生分布式电源包括微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池等。
常用的储能装置包括超级电容器、蓄电池、和飞轮储能等。
分布式电源输出有功功率大于负荷需求时,储能装置可将多余电能储存;反之,将储存电能释放以维护系统的供需平衡。
微电网并离网切换控制策略探析
![微电网并离网切换控制策略探析](https://img.taocdn.com/s3/m/be1c45fe964bcf84b8d57b3d.png)
微电网并离网切换控制策略探析主从控制是以微电网中某个分布式电源作为主控单元,其他分布式电源作为从控单元。
主控单元为微电网系统提供电压和频率支撑,借助主控单元的指令,从控单元进行相应无功与有功频率的输出.微电网主从控制一般应用在孤岛模式下,当微电网由并网模式向离网模式进行切换,就会与配电网断开,前者提供的频率与电压也会消失,负荷的电压和频率就由微电网模块单元提供,所以微电网模块需由具备一定范围的可调容量且具有快速动作能力的分布式电源作为主控单元,为微电网提供电压和频率支撑。
而从单元则负责提供用户需要的能量。
1.2对等控制ﻭﻭ对等控制是指所有参与频率和电压控制的分布式电源保持地位一致的状态,各控制器具有平等关系,根据接入点的本地信息进行控制。
由于地位相同,所以在功率平衡的前提下,任意一个分布式电源的接入或离开并不影响其他分布式电源的设置。
而分布式单元保持着各自,实现输送功率的平衡。
搭建对等控制策略相对简单,能够使微电网摆脱对通讯装置的依赖,实现即插即用.ﻭ2微电网逆变器控制方法微电网逆变器常用控制方法有:下垂控制、恒压恒频率控制、恒功率控制等.控制状态不同,采用的控制方法也不同.ﻭ 2。
1恒压恒频控制ﻭ如果受外界因素影响,逆变器的输出功率出现变化,不管是逆变器的频率或电压,均会出现波动。
当系统的无用功率与有用功率P2,2向1,3与P1,P3移动,电压与频率由A点向B点或是C点移动,能够使频率与电压不发生变化。
在此模式下,运用V/f控制一般能够提供运行的微电网系统需要的稳定频率与电压,保障随负荷的波动微电网输出的无功与有率也会有相应变化。
2.2下垂控制下垂控制策略主要来源于同步发电机,通过对有功及无率之间对频率的解耦,对逆变器的无功与有率进行测算,实现对自身频率与电压幅值的调节,从而达到电压频率的调节.因此,下垂控制能够应用到网络中,而低压网络应自身电路具有的感性分量远超出阻性分量,使得线路阻抗向感性转变,才能够在低压网络应用下垂控制。
浅谈微电网的运行及控制策略
![浅谈微电网的运行及控制策略](https://img.taocdn.com/s3/m/b639f0dbaa00b52acec7ca16.png)
浅谈微电网的运行及控制策略作者:张祥坤来源:《现代企业文化·理论版》2016年第11期中图分类号:F270 文献标识:A 文章编号:1674-1145(2016)06-000-02摘要出于缓解资源供需矛盾、减轻环境污染的考虑,近年来国家格外重视发展新能源。
此举推动了微电网的发展,相关技术也有了明显进步。
在此种情况下,为了使微电网更好的服务于社会发展,有必要对其运行特点及控制方法进行探讨。
本文结合微电网发展现状,从宏观角度出发,简要分析了其运行与控制中的相关问题,并着重对逆变电源的控制路径作了阐述。
关键词微电网运行控制策略微电网是在新能源大受欢迎的背景下发展起来的,对于缓解当前社会主要资源的供需矛盾有着重要的积极意义。
简单来讲,微电网可以看作是服务于我国经济发展与能源事业的新兴技术,具有可靠性高、灵活性强等优势,是推动经济可持续发展的重要力量之一。
因而,在此种技术得到越来越多关注的同时,有必要对其运行及控制进行探究。
一、微电网运行及控制策略(一)关于微电网及其运行微电网这个概念最早由美国提出,长久以来围绕其进行的研究认为其具有较高的可靠性和突出的经济效益。
所谓的微电网,其实指的就是一套系统,其主要构成部分为分布式电源及负荷,其中,电源能够在实现能量转换的同时提供控制,特点在于可兼顾电、热能供应。
相对来讲,微电网相当于一个受控单元,其优势在于能够在保证电能质量的同时,兼顾安全,其运行方式主要有两种,其一为孤岛运行,其二为并网运行。
实际上,自微电网被提出之后,相关的研究就已经开始,截至目前已经取得了很多重要成果,就研究方向与侧重点来讲,国外目前对其的研究大多是围绕其规划、相关影响等方面展开,而国内对其的研究起步较晚,当前尚处于仿真研究阶段。
我国对微电网进行的研究认为,其可以借助分布式电源实现能源供应,是一种相对特殊的电网,且其电源可以借助电子器件实现能量转换,之后并联接在用户侧,这样就可以在保证电能质量的基础上,尽可能的提升供电安全程度。
电力行业智能电网与分布式能源管控方案
![电力行业智能电网与分布式能源管控方案](https://img.taocdn.com/s3/m/54c1376a591b6bd97f192279168884868762b8de.png)
电力行业智能电网与分布式能源管控方案第1章绪论 (3)1.1 背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究内容与目标 (3)第2章智能电网技术概述 (4)2.1 智能电网的定义与特征 (4)2.2 智能电网的关键技术 (4)2.3 智能电网的发展趋势 (5)第3章分布式能源概述 (5)3.1 分布式能源的概念与分类 (5)3.2 分布式能源的优势与挑战 (6)3.2.1 优势 (6)3.2.2 挑战 (6)3.3 分布式能源在我国的发展现状 (6)第4章智能电网与分布式能源的融合 (7)4.1 融合的必要性与意义 (7)4.1.1 必要性 (7)4.1.2 意义 (7)4.2 融合的关键技术 (8)4.2.1 信息通信技术 (8)4.2.2 储能技术 (8)4.2.3 新能源技术 (8)4.2.4 能源管理系统 (8)4.3 融合的发展趋势 (8)第5章分布式能源接入技术 (9)5.1 分布式能源接入方式 (9)5.1.1 低压接入方式 (9)5.1.2 中压接入方式 (9)5.1.3 高压接入方式 (9)5.2 分布式能源并网控制策略 (9)5.2.1 电压控制策略 (9)5.2.2 频率控制策略 (9)5.2.3 功率和功率因数控制策略 (9)5.3 分布式能源接入对电网的影响 (9)5.3.1 电压水平影响 (10)5.3.2 系统频率影响 (10)5.3.3 电网损耗影响 (10)5.3.4 电网可靠性影响 (10)5.3.5 电网运行与管理影响 (10)第6章智能电网调度与优化 (10)6.1 智能电网调度技术 (10)6.1.2 关键技术 (10)6.2 分布式能源调度策略 (11)6.2.1 分布式能源概述 (11)6.2.2 调度策略 (11)6.3 智能电网优化方法 (11)6.3.1 优化目标 (11)6.3.2 优化方法 (12)第7章分布式能源管控平台设计 (12)7.1 管控平台架构设计 (12)7.1.1 硬件层 (12)7.1.2 数据处理层 (12)7.1.3 应用层 (13)7.1.4 用户界面层 (13)7.2 数据采集与处理技术 (13)7.2.1 数据采集技术 (13)7.2.2 数据处理技术 (13)7.3 分布式能源调度与控制策略 (13)7.3.1 能源调度策略 (13)7.3.2 控制策略 (13)第8章系统稳定性与可靠性分析 (14)8.1 系统稳定性分析 (14)8.1.1 静态稳定性分析 (14)8.1.2 暂态稳定性分析 (14)8.2 系统可靠性评估 (14)8.2.1 供电可靠性评估 (14)8.2.2 电压稳定性评估 (14)8.2.3 频率稳定性评估 (15)8.3 提高系统稳定性和可靠性的措施 (15)8.3.1 优化电力系统结构 (15)8.3.2 完善调控策略 (15)8.3.3 强化设备管理 (15)8.3.4 引入先进技术 (15)8.3.5 加强人才培养和培训 (15)第9章案例分析与应用示范 (15)9.1 案例一:某地区智能电网与分布式能源融合项目 (15)9.1.1 项目背景 (15)9.1.2 项目实施 (16)9.1.3 项目效果 (16)9.2 案例二:某城市分布式能源管控平台应用 (16)9.2.1 项目背景 (16)9.2.2 项目实施 (16)9.2.3 项目效果 (16)9.3 应用示范与效果评价 (17)9.3.2 效果评价 (17)第10章未来展望与政策建议 (17)10.1 智能电网与分布式能源的发展趋势 (17)10.2 面临的挑战与问题 (17)10.3 政策建议与产业推动策略 (18)第1章绪论1.1 背景与意义全球能源需求的不断增长,电力行业正面临着巨大的挑战。
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分布式新能源并网的微电网控制策略
摘要:近些年来,风能、太阳能等一系列新能源的应用正逐步崛起,新能源
发电技术也受到全世界各国的重视,这将逐步缓解全球电能紧张并减轻全球各国
对传统能源的依赖。
这些新能源发电并网的过程中,其不确定性等劣势逐步体现
出来,对现有的电力网络及微电网带来了新的挑战。
本文将就分布式系新能源发
电并网,对微电网提出三级控制的控制策略,并加以讨论。
关键词:分布式能源新能源微电网
引言
大部分电网的传统的发电模式都是以火力发电为主,其他能源为辅。
在我国,2020年上半年火力发电在整个发电行业占比达到75%。
火力发电优点是稳定性、
可靠性高,但化石燃料的过度开采和储量逐年减少及随之排出酸性气体、粉尘造
成大气污染,因此转换或减少对传统发电的依赖已经迫在眉睫。
近些年太阳能,
风能等新能源的崛起让电力行业看见新的希望。
2019年,我国新能源发电机装机
容量近20%,预计2023年新能源发电机装机容量达到29.3%。
以上海某电气集团
为例,2020年在我国新疆单一地区新建分布式风电及光伏发电场的数量就有十余座。
但随着越来越多的新能源发电厂的并网也逐渐带来了一系列问题,其中单场
容量低,分布分散及不稳定性高对电网控制的影响尤为显著。
为了应对这些问题,传统电网引入了微电网的概念,在本文中提出了三级控制的微电网控制策略,其
中一级主控制和二级辅助控制与微电网本身的运行有关,而三级主网控制则是关
于微电网和主电网的协调运行,在后续章节会分别详细讨论。
微电网及现有的微电网控制策略
微电网属于大电网/智能电网的重要的一部分,由电源/分布式发电(DG)单元、储能系统、负荷及保护等部分组成。
它们协同工作,可靠地供电,并与配电
系统的主电源系统以公共耦合点连接。
对于现有的电力系统,在微电网的控制结
构上可以大体分为两种截然不同的控制方法——集中式控制和分散式控制。
现运
行的完全集中式控制方式主要依赖于专用中央控制器收集、整理、计算的数据,
并通过中央控制器和受控单元之间进行多次往复通信,以此来确定单个点上所有
单元的控制动作。
而另一种分散式控制方式是将每个单元点由其本地控制器控制,每个本地控制器仅接收本地信息,该控制器既不能完全了解全系统范围内的各个
单元的变量也无法了解其他控制器的信号与动作而独立运行。
现有的电力系统或
电网覆盖的区域逐渐辽阔,以及新能源电厂的分布广阔又零散,由于需要巨量的
相互通信和计算需求,因此实施完全集中式控制的方法的困难性日益显著。
与此
同时,由于在仅使用局部变量是无法实现整个系统中各个单元之间强耦合的最低
级别协调或合作的,从而分散式控制方法的弊端也逐渐凸显出来。
现有的完全集
中式控制和分散式控制结合的并不完善,因此本文提出了一个可以通过由三个控
制级别的框架(一级本地主控制,二级辅助控制和三级主网控制)来分层控制的
组合策略来实现。
一级主控制
主控制,也可称为本地控制或内部控制,是控制层次结构中最直接、响应最
快和最底层的一级。
该层控制完全基于本地度量信息且无需通信,其中包括本地
测量、孤岛检测、输出控制和功率平衡控制四大主要部分。
在同步发电机中,一
般由调速器、调压器以及电机的惯性来执行输出控制和功率平衡。
用于直流电源
接口的电压源逆变器(VSI)需要模拟同步发电机的惯性特性并提供适当的频率
调节。
为此,特殊设计的VSI控制器可分为两部分:逆变器输出控制器和DG功
率平衡控制器。
逆变器输出控制是由电流调节的内环和电压控制的外环组成。
其控制回路可
用使用比例积分(PI)控制器,并附加前馈补偿来改善电流调节器的性能。
功率平衡控制可以根据控件采用基于非下垂或下垂的控制方式控制。
基于非下垂的控制方式可以采用集中式控制策略——系统电压由一个外部环
路控制,在测量总负载电流并将其传输到中央控制器后,根据每个分布式能源(DER)单元的特性确定每个单元的产出,并将输出电流参考设置点发送回该单
元的方式。
也可采用主从控制策略,主要由DG单元承担在允许范围内系统电压
的保持任务,而负载则由其他单元负责提供。
下垂控制法是基于大型互连电力系统中同步发电机的功率平衡原理的控制方式。
频率-功率下垂控制方法是常规DG单元(同步发电机)的较为稳定的操作方式,进一步来说,此方法可以为电子接口DG单元来专门设计。
二级辅助控制
二级辅助控制,也称为微电网能源管理系统(EMS),主要负责微电网可靠、安全的并网或孤岛模式及经济的运行。
电网存在并入可变性较高的新能源,EMS
的任务将更加重大,需要足够高的单元调度命令的更新率,以适应负载和不可调
度发电机的突然变化。
EMS的目标是找到最优的机组组合(UC)并分配可用的DER单元,从而实现
某些特定的目标。
二级辅助控制也需要对主控制器的动作产生的频率偏差和永久
性电压进行调整和恢复。
为了确定微电网的调度和统一通信,主要分为三个功能
部分:实时优化、分析系统和分散式分层控制。
对于EMS体系结构,可以确定两种主要方法:集中式和分散式体系结构。
集
中式方法主要依赖于中央控制器的操作,而分散式方法则更侧重于允许微电网内
各个单元的相互作用,从而可以促进分布式决策过程。
在独立模式下运行的微电网,二级控制是其最高的层次级别,并且与初级控制相比运行时间增长,以便将
次级控制与初级控制分离,并通过降低使用微电网变量采样测量获得通信带宽,
从而留出足够的时间来执行复杂的计算。
简单来说,具有固定基础设施和关键供
需平衡的孤立微电网更适用于集中式控制方法,而分散式方法更适用于拥有多个
所有者且DER单元的数量快速变化的并网微电网。
三级主网控制
三级主网控制是最高级别的控制,根据主电网系统的要求设置长期的且最佳
的优化控制点。
其主要负责协调系统中相互交互的多个微电网的运行,并对来自
主电网的需求或要求(电压控制,频率控制等)进行通信。
例如,一个包含多个微电网的电力网络的总无功功率管理可以通过以下方式来实现:通过采用三级控制,在一个集中式控制的基础上,在公共耦合点适当协调发电机和微电网的无功功率注入,使整个电网的损耗最小化的控制方法。
第三级控制别通常以分钟为单位,向微电网和形成整个网格的其他子系统的二级辅助控制发出信号。
同时二级辅助控制的管理器会在数分钟内协调微电网和子系统内部的供需要求,进一步通信到主控制系统,对独立运行的本地单元进行控制并立即反馈。
另外,主电网的监督和维护等一系列措施也会对第三级控制的输入参数产生影响。
第三级控制可以被视为主电网的一部分,而不是微电网本身。
因此,本文将不对该控制级别进行更深入讨论。
结论
随着分布式电厂的大量投运,微电网的发展将成为偏远地区能源整合的必要条件,本文提出的三级控制为现有的微电网提供了一个更为优化的控制机制,解决了各单元之间管理、协调、优化等问题,将在后续的工程中进行小规模实践加以验证。
但是微电网控制仍面临着诸多挑战,例如:控制微电网运行的主要变量是电压、频率及有功和无功功率,但是在并网运行模式下,微电网的频率及电压主要由主电网确定,微电网还是需要不断调整来精确适应DER单元产生的有功和无功功率以及负载需求,这也为微电网控制的可靠性增加了不小的难度。
参考文献:
1、顾伟.微电网分布式控制理论与方法.科学出版社,2019
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