3微电网运行控制技术

微电网运行控制技术

吴福保(wufubao@)

报告内容

n微电网的起源/定义/特征

n微电网系统的典型结构

n微电网监控系统体系架构n微电网运行控制与模式切换n国网电科院微电网相关工作n国外微电网试点工程介绍

n大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源(DR)简单并网运行对电网和用户造成的冲击。

u电能质量问题

u间歇性分布式发电（DG）控制困难

1.1 微电网的起源

u安全保护……

建筑光伏风力发电

n 微电网作为分布式电源接入电网的一种组织形式具有积极的作用

u 实现多类型分布式电源的协调控制

1.1 微电网的起源

u 提高供电可靠性，满足特定用户的供电服务要求

u 减小高渗透率分布式电

源简单并网对电网的不

利影响

……

n 微电网是一种由负荷和微电源共同组成的系统。它可同时提供电能和热量。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制。微电网相对于主电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全方面的需求——源自美国电气可靠性技术解决方案联合会的定义

1.2 微电网的概念

n 利用一次能源；使用微型电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电三联供；配有储能装置；使用电力电子装置进行能量调节；可在并网和独立两种方式下运行——源自欧盟微电网项目组的定义。

……

1.2 微电网的概念

n微电网是一种由DR组成的独立系统，一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可以选择与主网之间互供或者离网模式运行——源自日本东京大学的定义

n微电网是指以分布式发电技术为基础，靠分散型资源或用户的小型电站为主，结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能网络。微电网能实现内部电源和负荷的一体化运行，并通过和主电网的协调控制，可平滑接入主网或独立自治运行，充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求——源自2009年3月在国网电力科学研究院召开的“微网技术体系研究”工作会议

……

1.3 微电网的特征

n微型化

微型化是微电网的首要特征，主要体现在电压等级低，在我国应以380V为主；系统规模小，一般在兆瓦级以下；与终端用户相连，电能就地利用。

1.3 微电网的特征

n自平衡

微电网通过综合调节分布式发电、储能和负荷实现微电网内部电量的自平衡，与外部电网电力交换很少。并网运行时，微电网内的负荷是其主要电力用户，微电网产生的电能应满足就地消纳的原则。离网运行时，通过调节分布式发电和储能系统，保障全部或部分负荷的供电需求，实现离网状态下微电网电

量的自平衡。

n清洁高效

微电网内的分布式电源应以风力发电、光伏发电等清洁能源为主，或者是以能源综合利用为目标的发电形式，如冷、热、电联供系统

1.3 微电网的特征

，余热余压发电系统等。微电网对化石能源的利用应体现出“高效”的特点，能源综合利用率一般应达到70%以上。同时，微电网应配置高效的能量管理系统，

使得整个系统运行在经济、节能、环保的状态。

报告内容

n微电网的起源/定义/特征

n微电网系统的典型结构

n微电网监控系统体系架构n微电网运行控制与模式切换n国网电科院微电网相关工作n国外微电网试点工程介绍

2.微电网系统的典型结构
2.1 微电网的组成与结构
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2.微电网系统的典型结构
2.1 微电网的组成与结构
n 微电网中存在着多种能源输入（风、光、氢、天然气等）
，多种能源输出（电、热、冷），多种能源转换单元（光/ 电、热/电、风/电、交流/直流/交流）以及多种运行状态（ 并网、离网）使得微电网的动态特性相对于单个的分布式 发电系统而言更加复杂。
n 除了各分布式发电单元的动态特性外，网络结构与网络类
型（直流微电网或交流微电网）也将在一定程度上影响着 微电网的动态特性。
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2.微电网系统的典型结构
2.2美国电气可靠性技术解决方案联合会提出的微电网结构 2.2美国电气可靠性技术解决方案联合会提出的微电网结构
微电网的基本结构中有A、B、C 三条馈线，其中A、C馈线中含有重要 负荷，安装有多个DG，馈线B上为非重 要负荷。馈线A中含有一个以CHP形式 运行的DG，同时向用户提供热能和电 能。当外界大电网出现故障停电或其电 能质量不能满足负荷要求时，微电网可 以通过主隔离开关切断与大电网之间的 联系，进入离网运行状态。此时微电网 内的负荷全部由DG供电．馈线B通过公 共母线得到电能正常运行。如果分布式 电源电量不能满足需求，可以断开馈线 B停止对非重要负荷供电，保证对重要 负荷的供电要求。当故障解除之后，主 隔离开关重新合上，微电网重新恢复和 主电网同步运行。
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2.微电网系统的典型结构
2.3 欧洲微电网典型结构
微电网通过位于中压/低压变电 站的微网中央控制器(MGCC)进行 管理和控制，MGCC具有经济性管 理和控制等功能，位于分层控制系 统之首。在系统的第二层，控制器 位于负荷侧(负荷控制器， LC)或分 布式电源侧(微电源控制器，MC ) ，它们之间通过MGCC交换信息， 而MGCC通过设定LC和MC的参考 点控制微网的运行。LC控制负荷中 断，包括紧急状态切负荷等;MC则 控制每个分布式电源的有功和无功 出力。
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