【微电网】_微电网运行与控制第二章-微电网的基本结构及在大电网中的作用

2020年11月5日星期四
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§2-4 微电网的保护
➢ 微电网中的继电保护必须同时能够响应大电网和微电网的故 障。
➢ 对于大电网的故障，所需响应可能是为了保护微电网中非常 重要的负荷，应该迅速地将这些负荷与大电网隔离开来。 ✓ 微电网与大电网解列的速度取决于微电网中特定的负荷。 ✓ 在某些情况下，悬垂补偿可用来保护关键的负荷而不需要 将微电网与配电系统解列开来。
➢ 大多数微型电源必须基于电力电子接口技术，从而提供所需 的灵活性，保证其控制运行能够作为单一的集成系统。
➢ 每个微型电源可实现即插即用，并满足本地用户的需要，包 括本地可靠性和安全的需要。
➢ 微电网结构中应考虑的关键问题： ✓ 微型电源的接口、控制和保护技术等； ✓ 微电网的电压控制、潮流控制、孤岛运行时的负荷分配、 保护、稳定性以及总体的运行等方面的问题； ✓ 微电网与大电网的并列操作以及能否平滑地进入孤岛运行 或离开孤岛运行状态。
➢ 如果故障发生在可运行于孤岛状态的微电网内部，则所需的 保护是将馈线中最少可能的线路断开，从而消除故障影响。 ✓ 在微电网基本结构图中，区域4的故障可在最近的功率/电 压控制装置中通过差动电流测量法检测出来，使得邻近的 断路器将故障隔离开，从而使得微电网中其它部分受到的 干扰达到最小。
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第二章 微电网的基本结构及在大电网中的作用
§2-1 微电网的基本组成 §2-2 微型电源控制器 §2-3 电能管理系统 §2-4 微电网的保护 §2-5 微电网在大电网中的作用
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§2-1 微电网的基本组成
➢ 微电网为负荷和微型电源的集合，并作为一个单一的系统同 时提供电能和热能。
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§2-5 微电网在大电网中的作用
➢ 当微电网与大电网并列运行时，它不能影响大电网的可靠性、
保护方案以及引起其它的问题。
➢ 微电网除了简单地满足对大电网无害之外，还应该为大电网
作出更多的贡献。
✓ 如果微电网可作为不间断或可控制负荷，能够响应大电网
运行条件的改变进行分流，则可以减小电力阻塞或其它威
➢ 针对于微电网特定的结构形式，微电网应该具有下述三个功 能： ✓ 微型电源控制器：微型电源装配的功率和电压控制器可以 提供对系统扰动和负荷变化等的快速响应； ✓ 电能管理系统：通过为每个微型电源控制器设置功率和电 压实现运行控制，该功能的时间响应为分钟数量级； ✓ 保护：微电网中具有电力电子接口的电源的保护需要采用 专门的保护装置。
二、动态相互作用
➢ 目前分布式发电在电力系统中的应用还非常少，因此它们对
高压输电系统稳定性的影响还可以不考虑。
➢ 如果分布式发电越来越普及，则它们将影响电力系统的稳定
性。
✓ 分布式发电与电力系统之间不良的动态相互作用可能引起
关键的、重负荷的输电线路跳闸、中断不同区域间的电能
输送。
✓ 如果设计微电网时，考虑它们与输电系统之间的动态影响，
则可增强输电线路的稳定性，并可使得输电线路的上限输
送功率增加。
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胁，从而使得大电网受益。
✓ 微电网中的电力电子设备可设计为恒阻抗负荷、可调节负
荷或可调度负荷等。
一、负荷作为资源
➢ 微电网可认为是电力系统中一个可控制的单元，在微电网内
电能和热能可直接为本地用户生产，电能和热能的生产和使
用都可实现控制。
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➢ 微电网可通过增加发电量来满足自己的负荷需要或直接减小
负荷来使得微电网的总负荷减小，即将最基本的减负荷能力
建立在系统中。
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§2-5 微电网在大电网中的作用
➢ 发电和负载的共同、本地控制为微电网的核心，赋予了需求
侧管理特别的意义。
✓ 微电网不是通过控制负载，调节其负荷曲线来满足电力系
统的要求，而是同时控制发电和负载，满足微电网中用户
尽可能经济的目标，并有可能实现不间断供电的要求。
➢ 微型电源控制器的特点 ： ✓ 在整个系统或电网出现扰动时，其响应时间为毫秒级的， 并采用本地测量的电压和电流信号来控制微型电源。 ✓ 为实现即插即用的功能，微电网运行时，微型电源之间最 好不采用快速通信技术，每个逆变器能够按照预先设定的 工作方式响应负荷的变化，不需要来自其它地方或电源的 数据。即微型电源可随时投入到微电网中，而不需要改变 系统中的已经存在的控制和保护装置。
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§2-2 微型电源控制器
➢ 微电网的基本运行取决于微型电源控制器的如下功能 ✓ 当馈线上负荷的工作点变化时调节馈线的潮流； ✓ 当系统中的负荷变化时调节每个微型电源接口处的电压以 及当系统处于孤岛运行状态时，确保每个微型电源迅速承 担其所分配的负荷。 ✓ 系统能够平滑地转换到孤岛运行状态和自动地重新并入大 电网。
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§2-3 电能管理系统
➢ 电能管理系统通过为每个微型电源控制设置功率和电压的参 考值来调节微电网的运行状态。
➢ 参考值的设定准则： ✓ 确保微型电源为负荷提供所需的热能和电能； ✓ 保证微电网满足大电网的运行规约； ✓ 微型电源的排放和系统的损耗达到最小； ✓ 使微型电源的运行效率达到最大等。
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§2-1 微电网的基本组成
微电网基本结构：
电能管理 馈线A
区域3
区域4
区域2 馈线B SD
区域1 PCC
馈线C
区域5
传统负荷 区域7
敏感负荷
区域6
热力 负荷
分布式电源 功率和电压控制
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公共耦合点(PCC)
断路器
分段设备
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§2-1 微电网的基本组成