微电网关键技术研究与应用
负荷预测与能量调度技术在微电网中的应用研究与实现
负荷预测与能量调度技术在微电网中的应用研究与实现一、引言微电网是指由多种能源互联的小型电力系统,它可以自主地运行而无需依赖传统的电力供应网络。
在微电网中,负荷预测和能量调度是关键技术,旨在提高能源利用率和稳定性。
本文将对负荷预测和能量调度技术在微电网中的应用进行研究与实现。
二、负荷预测技术负荷预测技术主要通过分析历史负荷数据和建模预测来预测未来的负荷需求。
常用的负荷预测方法包括统计模型、人工智能等。
统计模型利用历史负荷数据进行数据分析和建模,如时间序列分析、回归分析等。
人工智能方法包括神经网络、支持向量机等,它们通过机器学习对历史数据进行训练,并利用已有的模型来预测未来的负荷需求。
负荷预测技术的应用可以帮助微电网管理者优化能源调度和决策,以实现能源的高效利用。
三、能量调度技术能量调度技术主要通过合理调度微电网中各种能源的产生和消耗,以满足负荷需求和保持能源供应的稳定。
常用的能量调度方法包括建模优化、最优控制等。
建模优化方法通过建立微电网的数学模型,并利用优化算法对其进行优化,以实现最佳的能量调度策略。
最优控制方法则通过对微电网的控制策略进行优化,以实现对能源的最优利用。
能量调度技术的应用可以保证微电网在不同情况下的供能可靠性和经济性。
四、负荷预测与能量调度技术联合应用负荷预测技术和能量调度技术的联合应用可以进一步提高微电网的运行效率和稳定性。
首先,通过负荷预测可以准确预测未来的负荷需求,从而为能量调度提供准确的输入参数。
其次,在能量调度过程中,可以根据预测的负荷需求和能源产生情况制定合理的调度策略,以确保能源供应的可靠性和高效性。
最后,在微电网实际运行中,随时根据新的负荷预测结果和实时能源情况进行调整,以实现动态的能量调度。
五、实现案例以某小型微电网为例,对负荷预测和能量调度技术进行实验。
首先,收集微电网历史负荷数据并进行预处理,包括数据清洗和特征提取。
然后,基于统计模型和人工智能方法对历史数据进行训练,并利用已有模型预测未来的负荷需求。
中国微电网技术研究及其应用现状
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研究现状
自21世纪初以来,中国政府对微电网技术给予了高度,并大力推动相关研究工 作。目前,中国在微电网技术领域已经取得了一系列重要成果,以下为研究现 状的概述:
1、研究历史与现状
中国微电网技术的研究可以追溯到2000年代初期,当时主要集中在理论研究和 系统设计方面。随着政府对新能源和节能减排的重视,以及电力市场的逐步开 放,中国微电网技术的研究和应用得到了快速发展。目前,中国在微电网技术 领域的科研实力已经达到世界先进水平。
(2)城市供电领域:在城市供电系统中,微电网可以作为配电网的补充,提 高电力供应的可靠性和稳定性,同时满足多样化的电力需求。
(3)农村供电领域:在偏远地区和农村地区,微电网可以解决电力供应成本 高、可靠性差等问题,提高农村地区的生产生活水平。
2、贡献与效果
中国微电网技术的应用已经取得了显著的成效和贡献,主要表现在以下几个方 面:
(3)微电网保护与安全:主要研究微电网的继电保护、安全防护、故障诊断 等方面,以确保微电网的安全稳定运行。中国在微电网保护与安全方面的研究 已经取得了重要进展,如基于智能算法的继电保护系统和故障诊断系统等。
3、存在的问题和挑战
尽管中国微电网技术的应用已经取得了显著成效,但仍存在以下问题和挑战: (1)投资成本较高:微电网建设需要较大的投资成本,包括设备购置、安装 调试、运行维护等方面的费用。高昂的投资成本可能会成为制约微电网技术推 广应用的一个重要因素。
(2)技术标准缺失:目前,中国微电网技术标准尚不完善,缺乏统一的技术 规范和标准化的管理方法。这可能导致不同地区、不同企业的微电网系统难以 兼容和互联互通,限制了微电网技术的发展和应用。
(3)政策支持不足:尽管中国政府已经出台了一些鼓励新能源和节能减排的 政策,但在微电网技术方面的政策支持力度还有待加强。政策支持的不足可能 会影响微电网技术的研发、示范和推广应用。
直流微电网关键技术研究综述
直流微电网关键技术研究综述一、本文概述随着可再生能源的快速发展和微电网技术的不断进步,直流微电网作为一种新型的电力系统架构,逐渐受到了广泛关注。
直流微电网以其高效、灵活、可靠的特点,在分布式能源接入、能源互联网构建以及智能电网发展等方面展现出巨大的应用潜力。
本文旨在对直流微电网的关键技术进行深入研究和综述,以期为相关领域的学术研究和实践应用提供有益的参考。
本文首先介绍了直流微电网的基本概念、特点及其在国内外的发展现状,明确了研究直流微电网关键技术的重要性和紧迫性。
随后,文章重点围绕直流微电网的拓扑结构、控制策略、能量管理、保护技术、稳定性分析及优化运行等方面进行了详细阐述。
在拓扑结构方面,介绍了不同拓扑结构的优缺点及适用场景;在控制策略方面,探讨了集中式控制、分布式控制及混合控制等策略的优缺点;在能量管理方面,分析了能量调度、储能系统优化配置等关键问题的解决方法;在保护技术方面,研究了直流微电网故障特性及保护策略;在稳定性分析及优化运行方面,提出了提高直流微电网稳定性和运行效率的有效措施。
通过对直流微电网关键技术的综合分析和评价,本文总结了当前研究的成果和不足,指出了未来研究的方向和重点。
本文还结合实际案例,探讨了直流微电网在实际应用中的效果及前景。
希望本文能为直流微电网技术的进一步发展和应用提供有益的启示和借鉴。
二、直流微电网关键技术研究现状随着可再生能源的快速发展和分布式发电系统的广泛应用,直流微电网作为一种新兴的电力供应模式,受到了广泛的关注和研究。
直流微电网以其高效、灵活、可靠的特点,成为未来智能电网的重要组成部分。
目前,关于直流微电网的关键技术研究主要集中在以下几个方面。
直流微电网的拓扑结构设计是直流微电网稳定运行的基础。
目前,常见的直流微电网拓扑结构有放射式、环式、网状等。
研究者们通过对不同拓扑结构的特性进行分析,提出了多种适用于不同应用场景的拓扑结构设计方案。
这些方案旨在提高直流微电网的供电可靠性、经济性以及运行灵活性。
能源储存技术在微电网中的应用研究
能源储存技术在微电网中的应用研究随着可再生能源的快速发展和能源消费模式的转变,微电网理念越来越受到关注。
微电网是一种分布式能源系统,能够将可再生能源、传统能源和能源储存技术相结合,提供可靠、高效和环保的能源供应。
在微电网中,能源储存技术的应用研究将对能源的使用和管理产生重要影响。
一、能源储存技术的分类能源储存技术可分为电化学储能技术、电动机技术、燃料电池技术和储氢技术等多种类型。
电化学储能技术主要包括蓄电池和超级电容器,具有高能量密度和快速充放电能力的特点。
电动机技术利用电能将机械工作或势能存储为电能,包括飞轮储能技术和压缩空气储能技术。
燃料电池技术将化学反应转化为电能,提供连续的电力输出,主要包括氢燃料电池和燃煤燃料电池。
储氢技术是利用氢气作为能源的储存媒介,包括氢化物储氢和压缩氢气储氢。
二、能源储存技术在微电网中的应用1. 能源平衡和调度微电网具有一定的能源不确定性,尤其是可再生能源的波动性。
能源储存技术可以平衡和调度微电网中各种能源之间的供需关系,提高能源的利用效率和可靠性。
通过对储能系统的控制和管理,可以有效地储存和释放不同类型的能源,实现能源的平衡和调度。
2. 应对电力峰值需求传统能源系统在面对电力峰值需求时,常常需要通过增加发电设备的容量来应对,这不仅增加了能源的消耗,还增加了运营成本。
而利用能源储存技术,可以在非峰值时段将不用的电能储存起来,在峰值时段释放,以满足瞬时的电力需求。
这不仅优化了能源的利用效率,还降低了对传统能源的依赖。
3. 电网安全和稳定微电网中的能源储存技术可以提供备用电源,为系统提供电力稳定性。
在传统电网受到故障或自然灾害影响时,能源储存系统可以快速切换为备用电源,提供持续的电力供应。
这对于保障电网的安全和可靠性至关重要。
4. 市场参与和经济效益能源储存技术还可以通过市场参与获得经济效益。
在微电网中,通过储能系统将剩余的电能储存起来,在需求高峰时售出,以获取更高的电价。
微电网技术研究现状与发展前景概述
微电网是由分布式电源、储能电源、能量转换器、保护装置等设备组成的,在某种意义上也是一个小型的发配电场所。针对微电网的研究,主要对于分布式电源进行创新,提高分布式电源的灵活性,实现在应用过程中供应大功率系统的运作,同时开发出不同强弱的能源,方便满足系统工作时不同的需求,达到调节控制作用,从而解决分布式电源的并网问题。微电网主要的创新目的就是将电网进项有效的开发和延伸,保障分布式电源能够和可再生能源实现连接状态,增强负荷多种能源的能力,完成主动式配电网的构建,从而实现电网打破传统方式的限制,开始走上发展创新的道路[1]。
[2]李越嘉,杨莹,常国祥.微电网技术在中国的研究应用现状和前景展望[J].中国电力,2016,49(S1)
二、微电网的结构分布
针对微电网结构进行精细化的研究,了解微电网的控制能力和运行方式,从中发现微电网的特点和功能,并且体现出微电网对于社会生活的重要性。
微电网就像是一个独立的控制设备,它通过本身的系统和接口设置,保证能源的正常流动和设备的稳定性,在微电网的创新设计中,改变了负荷压力的线路,对于不重要的负荷压力进行整合和合理安排,保障线路不受到过度的负荷压力,否则对微电网系统内部带来损耗,运用同样的原理,解决微电网系统的符合压力,促进微电网的稳定运行。
(三)能量管理器
能够量管理器是主要负责微电网的管理功能,工作形式是对系统进行电压和功率的控制和管理,保障微电网的正常运行[2]。
三、微电网技术的特点
我国微电网经过长期的研究和发展,已经可以投入开展微电网示范工程的建设,标志着我国电网产业的巨大发展,主要有以下特征:微电网对于功率实现了有效的控制手段;微电网的运行过程中主要以消耗风能、太阳能等自然能源为主,或者实现循环能源利用,减少污染的排放;独立系统的构建;降低分布式电源带来的影响等。
面向新型电力系统下的微电网技术研究
面向新型电力系统下的微电网技术研究摘要:在双碳与新型电力系统背景下,太阳能、风力发电等可再生能源占比逐渐提高,分布式电源由于清洁低碳、配置灵活性高等优点,发展规模迅速扩大。
但分布式电源的随机性和波动性具有不可控性,且大规模应用及接入也给传统电网带来巨大的挑战及冲击。
微电网的提出实现了分布式电源灵活、数量大、多样性的并网问题,实现不同类型分布式电源的协调和有效利用。
本文针对新型电力系统下微电网技术展开研究,因地制宜选择微电网建设方式,实现多种能源综合高效利用。
关键词:新型电力系统;微电网;新能源;分布式电源;0 引言为满足“碳达峰、碳中和”生态文明建设、构建以新能源为主体的新型电力系统[1-3]的目标要求,随着整县光伏的开发推进,结合光伏+储能配置,调整微电网[4-8]的负荷分配模式,适时提高微电网中光伏出力较大供电区的负荷分布,实现光伏的高效消纳和微电网的可观、可测、可调。
在完成馈线组内分布式光伏电源高效消纳的同时,可平滑馈线组负荷曲线、削峰填谷,降低馈线组负载率与峰谷差,均衡馈线组潮流分布,提高微电网供电可靠性。
由于单个微电网的分布式电源容量有限,为提高微电网中分布式电源的有序接入和有效利用,将多个微电网互联通过集群的方式运行,相邻微电网之间进行功率互济和信息交互,形成区域内能源[9-14]优势互补、互联共享,支持微电网并网运行优化调节控制功能,具备微网正常运行情况下以分布式电源最大发力为目标的电力平衡优化分析,具体电网可通过微网控制器对相关设备进行调节控制。
根据电网经济运行要求,将联络线功率、电压等控制值经过优化计算后下发给微电网协调控制器,微电网协调控制器自动接收和执行DMS下发的优化控制值,响应电网调度。
本文结合微电网的应用场景,分析微电网的运行控制、能量管理技术,建立光伏、储能、充电桩、可调柔性负荷统筹优化的中枢系统,建立群调群控主站,形成主站、子站、终端三级电网调度控制系统,实现能源自治、需求响应等应用场景,提升电网弹性。
基于新能源的微电网系统研究与应用
基于新能源的微电网系统研究与应用随着电力需求的快速增长和环境保护意识的提高,新能源成为了人们关注的热点话题之一。
传统的中央化电力系统存在着能源效率低、供电不稳定等问题,而基于新能源的微电网系统则成为了解决方案之一。
本文将对基于新能源的微电网系统进行研究与应用的相关内容进行探讨。
首先,我们先来了解一下什么是微电网系统。
微电网系统可以理解为一个小规模的电力系统,由分布式能源、负荷、能量存储设备和相关控制系统构成,它可以与传统电网进行互动,也可以与之独立运行。
微电网系统的引入可以有效地提高能源利用效率,减少能源消耗,并且能够更好地应对电力系统的故障和变化。
基于新能源的微电网系统主要借助太阳能、风能等可再生能源来进行能量供给。
与传统电力系统相比,新能源具有环保、可再生、可持续等优势,并且能够有效地减少对传统能源的依赖。
然而,新能源也面临着天气条件、地理位置等因素的限制,因此如何合理利用新能源,实现微电网系统的稳定运行是一个需要解决的问题。
其次,我们来讨论一下基于新能源的微电网系统的研究内容。
首先是新能源的接入与集成。
微电网系统需要将可再生能源与传统电网有机地结合起来,使之能够相互支持和协调运行。
在实际应用中,新能源的接入和集成需要进行合理的规划和设计,包括太阳能光伏板、风能发电机组等设备的选型和布置,以及能量存储装置的设计和建设等方面。
其次是微电网系统的控制与管理。
微电网系统需要一个完善的控制系统来实现能量的调度和供需的平衡。
通过与传统电网的互联互通,微电网系统可以根据当地的能源情况和负荷需求进行智能化的调度和管理。
这需要借助先进的电力技术和智能化的控制手段,以保证微电网系统的安全、稳定和可靠运行。
此外,微电网系统还需要考虑到供电可靠性与稳定性。
由于新能源的天气条件和地理位置的限制,微电网系统的供电可靠性和稳定性可能会受到一定的影响。
因此,针对这个问题,需要开展相应的研究,包括新能源的预测与预警技术、能量存储技术的应用以及备用电源的配置等方面,以提高微电网系统的可靠性和稳定性。
微电网技术的研究与应用前景
M i r g i e e r h a d Ap i a i n Pr s e t c o r d R s a c n plc to o p c s
现 状 ; 我 国发 展 微 电 网面 临 的 关 键 问 题 , 微 电 网的 定 位 、 现 有 配 电 网 的 协 调 、 电 网 发 展 自身 的技 术 等 对 如 与 微
问 题 进 行 了分 析 与 探讨 , 对 我 国 微 电 网 的 应用 作 了展 望 。 并
关 键 词 : 布 式 电源 ; 电 网 ; 电 可 靠性 ; 网 智 能 化 分 微 供 电
图 1
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微 电 网 结 构 方 框 图
力系统 发生 故障 , 布 式 电源 必 须 迅速 退 出 电 网 分
运行 , 也限 制 了分 布式 电源 的应用优 势 。 这 为 了减少 分布 式 电 源 的诸 多 不 利影 响 , 挥 发
其积极 作 用 , 好 的 解 决 方 案 是 采 用 微 电 网 较
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满 足用户 的特定 需求 。微 电 网和大 电网 的互 为备 用 , 以提 高供 电 的可靠性 。由图 1 知 , 电 网 可 可 微 可 以包括 光伏 发电 、 风能或 者燃料 电池 等微 电源 ,
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电力与 能源
第 3 卷第 2 2 期
2l O 1年 4月
微电网相关技术及方向研究
微电网相关技术及方向研究摘要: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。
微电网以其更具弹性的方式协调分布式电源,从而促进充分发挥分布式发电的作用。
本文主要介绍了微电网的相关技术以及国外的发展情况,并对国内的发展前景作出分析。
关键词:分布式发电,微电网,CERTS1.微电网产生背景:随着国民经济的发展,电力需求迅速增长,电网规模不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益凸现,成本高,运行难度大,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。
尤其在近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故,2008年年初中国南方冰灾还是在汶川震灾期间,中国电网都发生了大面积的停电,电网的脆弱性充分暴露了出来。
分布式发电可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和经济性,具有污染少、可靠性高、能源利用效率高,同时分布式电源位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布,延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资,它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善。
欧美等发达国家已开始广泛研究能源多样化的、高效和经济的分布式发电系统,并取得了突破性进展。
尽管分布式电源优点突出,但本身存在诸多问题,如分布式电源单机接入成本高、控制困难等。
另外,为减小分布式电源对大电网的冲击,大系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,当电力系统发生故障时,分布式能源必须马上退出运行。
这就大大限制了分布式能源的充分发挥,也间接限制了对新能源的利用为了降低DG带来的不利影响,同时发挥DG积极的辅助作用,一个较好的解决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统———微网(Micro-grid)2.微电网技术概念:在不改变现有配电网络结构的前提下,为了削弱分布式电源对其的冲击和负面影响,美国电力可靠性技术解决方案协会(The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions,CERTS)提出了一种能更好地发挥分布式发电潜能的一种组织形式——微电网(Micro Grid)。
无功补偿技术在微电网中的应用研究
无功补偿技术在微电网中的应用研究无功补偿技术是电力系统中常用的一种技术手段,它在微电网中的应用也越来越受到关注。
本文将介绍无功补偿技术的基本原理、在微电网中的应用场景以及其中的研究进展。
一、无功补偿技术的基本原理无功补偿技术是指通过控制设备向电力系统注入或吸收无功功率,以实现电力系统的无功功率平衡。
无功功率是电力系统中的一种虚功,它与电压相位的差异有关。
当电压相位与电流相位之间存在差异时,就会产生无功功率。
通过无功补偿技术,我们可以调节电压相位,使得电压与电流相位一致,从而实现无功功率的平衡。
二、无功补偿技术在微电网中的应用场景1. 低压微电网低压微电网通常是指小区或小规模农村电网,它们由分布式电源(如太阳能和风能)和负载组成。
由于分布式电源的波动性,低压微电网中常常存在无功功率不平衡的问题。
通过应用无功补偿技术,可以有效地控制无功功率的流动,提高低压微电网的稳定性和可靠性。
2. 中压微电网中压微电网通常是指工业园区或小型城市电网,它们由多个子系统组成,包括电源子系统、负载子系统和存储子系统。
由于中压微电网的规模较大,无功功率的平衡更为复杂。
无功补偿技术可以在中压微电网中实现电流的无功功率平衡,提高系统的供电质量。
3. 特殊微电网特殊微电网指的是一些特定的场景,如船舶、航天器等。
在这些场景中,无功补偿技术的应用非常重要。
通过控制设备向系统注入或吸收无功功率,可以平衡系统中的无功功率,提高电网的运行效率。
三、无功补偿技术在微电网中的研究进展无功补偿技术在微电网中的研究已经取得了一些重要的进展。
首先,研究人员通过建立微电网模型,分析了无功补偿技术对微电网的影响。
其次,他们研究了不同类型的无功补偿装置,比如静态无功发生器和动态无功发生器,并对其性能进行了评估。
此外,研究人员还提出了一些新的无功补偿控制策略,如基于模型预测控制的无功补偿策略和基于人工智能的无功补偿策略,以提高无功补偿技术的效果和稳定性。
微电网技术的关键技术及系统设计研究
微电网技术的关键技术及系统设计研究随着能源需求的不断增加和环保意识的提高,微电网技术自然成为了学术界和产业界关注的热点。
微电网技术是指利用可再生能源和传统能源,通过分散式能源管理系统进行本地供电的一种电力配送模式。
本文将探讨微电网技术的关键技术及系统设计研究。
一、微电网技术的优势微电网技术比传统的中央发电向周边供电的模式更为智能、灵活,具有以下明显的优势:1. 可靠性:每个微电网都是由多个分布式节电站组成,互相之间可以联动,形成一种备用供电系统,有效提升电力供应的稳定性和可靠性。
2. 灵活性:微电网的组成可根据实际需求进行灵活调整,能够快速适应能源需求的变化,满足能源需求多样化的需求。
3. 绿色环保:微电网技术使用的主要是可再生能源,如太阳能、风能等,能够有效减少CO2的排放,降低能源消耗的成本。
4. 经济性:微电网技术能够很好地节约能源,降低能源的浪费,同时提供有竞争力的能源成本,减少整体成本。
二、微电网技术的关键技术微电网技术涉及多个领域的技术,如电力管理、电力电子、能量存储以及通讯和网络互联等。
以下将列举几个关键技术进行讨论。
1. 能量存储技术:能量存储技术是微电网技术的核心技术,它能够有效地存储过剩的能源以备使用。
目前常用的能量存储技术主要有电池、储水池、储能压缩空气等。
2. 电力管理技术:电力管理是微电网技术所需要的一种全面性的管理能力,主要包括电力转换、电力负载平衡、能量存储、安全监控和故障诊断等。
3. 电力电子技术:电力电子技术是微电网技术中最为重要的一个方面,它包含了很多特殊的功率和信号处理器件,如DC/DC和DC/AC变换器、能量转移电路以及电能质量控制等。
4. 通讯和网络互联技术:互联技术是微电网中不可或缺的一部分,它能够有效地实现微电网集成和互联,通过信息交换和数据传输实现微电网设备之间的交互和调整。
微电网中应用的通讯和网络互联技术主要包括网络协议、接口标准和数据传输模式等。
智能微电网控制技术研究
智能微电网控制技术研究一、智能微电网控制技术的基本理念智能微电网控制技术是指通过先进的信息通信技术和控制策略,对微网中的各种设备进行精密的监控和调节,实现微电网内外部之间的协同管理和优化控制,从而确保微电网系统在不断变化的环境和负荷条件下,能够稳定可靠地运行。
该技术的基本理念包括以下几个方面:1. 自主管理:智能微电网控制技术通过智能化的控制算法和策略,使得微电网内部的各种电力设备能够自主协调,实现电力资源的最优配置和调度。
2. 信息互联:智能微电网控制技术通过高效的信息通信技术,实现微电网内各个设备之间的信息共享和互联,以及与外部电网系统的协调联动。
4. 自适应优化:智能微电网控制技术能够根据外部环境和内部负荷的变化,自适应地调整微电网系统的运行策略和控制参数,以达到最优的系统效率和稳定性。
1. 智能化调度算法:智能微电网控制技术需要设计高效的调度算法,实现对微电网内部各种电力资源的智能管理和调度。
其中包括能源预测算法、负荷预测算法、分布式能源优化调度算法等。
4. 智能化设备控制技术:智能微电网控制技术需要设计智能化的设备控制技术,实现微电网内部各种电力设备的智能化监控和控制。
如智能化逆变器控制技术、分布式发电系统控制技术等。
5. 智能化运行管理系统:智能微电网控制技术需要设计智能化的运行管理系统,实现对微电网整体运行状态和负荷需求的实时监测和管理。
1. 大数据技术的应用:随着大数据技术的不断发展和普及,智能微电网控制技术将会借助大数据技术,实现对微电网系统运行状态和负荷需求的实时监测和预测,为系统调度和管理提供更为精准的数据支持。
2. 人工智能技术的应用:人工智能技术的飞速发展将为智能微电网控制技术注入新的活力,包括智能调度算法、智能优化算法、智能故障诊断等方面的应用。
3. 区块链技术的应用:区块链技术具有去中心化、不可篡改、安全可靠的特点,将在智能微电网控制技术中发挥重要作用,实现微电网内部各种电力资源的安全共享和交易。
微电网的应用及其紧急控制方法研究
微电网的应用及其紧急控制方法研究【摘要】微电网与传统大电网结合可以有效克服传统电网存在的不足,微电网可以充分发挥分布式电源的优势,提高电网的安全性、稳定性、经济性,同时微电网的紧急控制方法与传统电网不同,有必要进行深入研究。
本文介绍了微电网在电网发展中的应用以及优势,分析了微电网紧急控制与传统电网紧急控制存在的不同,阐述了微电网紧急控制方法。
【关键词】微电网紧急控制可控负荷1 微电网应用及优势随着国家电网事业的不断发展,具有输送容量大、线损小、能够实现远距离电能输送的大电网成为未来发展的趋势,但同时大电网也存在建设成本高、运行维护难度大的问题,并且电网面临的安全稳定问题日益突出,这些因素制约了大电网的发展。
与传统大电网相比,分布式电源具有简便、快捷、高效的特点,利用分布式电源供电是电网新的发展模式。
分布式电源供电与大电网结合可以减少大电网总电力传输量,提高电能质量及供电的安全性、可靠性和经济性,但是随着分布式发供电接入大电网中数量的不断增加,分布式发电自身高渗透率的缺点成为不可回避的问题,并且分布式发电与传统大电网电力控制方法的不同,需要相应的控制设备,控制难度较大,这些问题使得分布式电源供电未能大规模与大电网结合供电。
随着发供电新能源利用的发展以及电力电子控制技术在工业领域的广泛应用,微电网应运而生。
微电网是包含微型电源、电力控制装置、储能装置和负荷的小型电力系统,在电力系统中,既可以将微电网作为负荷和大电网联网运行,也可以将它作为电源对负荷进行供电,实现孤网运行。
微电网的出现有利于促进新能源在电网中的应用,提高大电网的可靠性。
微电网孤网运行或与大电网并网运行具有很多优势:通常微电网通过静态开关与大电网相连,并网运行时电压和频率稳定,避免了分布式电源大规模接入大电网时可能出现的问题,可以充分发挥分布式电源具有的优势,最大限度发挥分布式发电的潜能;微电网能充分利用当地新能源,缩短发电厂与电力负荷中心的距离,减少电网投资,降低电网维护成本,改善电网整体电压水平,与大电网结合发电可以有效提高供电可靠性和经济性[1];采用电力电子装置进行电力控制的微电网可以实现对无功功率的优化控制,达到减少电网谐波,提高电能质量的目的。
新型电网微电网研究综述
新型电网微电网研究综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,新型电网微电网作为一种分散式、自治式的能源供应方式,逐渐受到关注。
微电网以其灵活、高效、可靠的特点,在保障能源供应安全、推动能源结构转型、提升能源利用效率等方面具有重要意义。
本文旨在对新型电网微电网的研究进行综述,梳理其发展历程、关键技术、应用领域及未来发展趋势,以期为微电网的进一步研究和应用提供参考。
本文首先对新型电网微电网的定义、特点及其在全球能源结构中的地位进行阐述,明确研究背景和意义。
随后,从微电网的关键技术、应用领域及挑战等方面展开论述,详细分析微电网在并网与孤岛运行、能量管理、控制与保护、经济性分析等方面的研究现状。
在此基础上,对微电网在分布式能源接入、智能电网建设、乡村电气化等领域的应用进行案例分析,探讨其在实际运行中的效果和存在的问题。
结合全球能源发展趋势和微电网技术发展方向,对微电网的未来发展趋势进行展望,提出相应的建议和对策。
通过本文的综述,旨在为相关领域的研究人员、政策制定者及从业者提供全面、深入的微电网研究视角,推动新型电网微电网技术的进一步发展和应用。
二、微电网的基本结构和特点微电网作为一种新型的电网形态,其基本结构通常包括分布式电源、能量转换装置、储能系统、负荷以及监控和保护系统等部分。
分布式电源可以是风力发电、光伏发电、小型燃气轮机、生物质能发电等多种可再生能源发电系统,也可以包括传统的柴油发电机等。
能量转换装置主要负责将分布式电源产生的电能转换为适合微电网运行的电能形式。
储能系统则用于平衡微电网的供需能量,确保电网稳定运行。
负荷则包括微电网内的各种用电设备。
监控和保护系统则负责实时监控微电网的运行状态,并在出现故障时及时采取措施,保护微电网安全。
微电网的主要特点包括:一是自主性,微电网可以在与大电网断开的情况下独立运行,为负荷提供电能;二是灵活性,微电网可以根据负荷的变化和分布式电源的输出情况,灵活调整自身的运行模式;三是可靠性,微电网通过合理的能量管理和故障隔离措施,可以提高供电的可靠性;四是环保性,微电网中的分布式电源多为可再生能源发电系统,具有较低的碳排放和环境影响。
电网中分布式发电与微电网技术的应用研究
电网中分布式发电与微电网技术的应用研究摘要:为了满足我国民生经济持续发展的要求,我国电力系统的建设规模与速度均呈现跨越式增长。
其中,随着微电网技术的运用,使得大规模接入分布式电源与可再生能源成为可能,并且可以实现高质量的多种能源供给任务,加快我国智能电网的发展速度。
鉴于此,本文以介绍微电网的发展为切入点,对微电网的基本构成与特点进行阐述,详尽分析发展分布式发电与微电网技术的优势与意义,对光伏发电在分布式电源中的初步应用进行研究,并给出应用的合理化建议。
关键词:分布式发电;微电网;效益一、微电网的发展1、分布式电源简介由于能源可以极大的推动我国工业发展,所以发现且应用更加合理的能源形式将是未来研究的重点。
其中,分布式能源的出现,将会是科研人员未来研究的重点。
所谓分布式发电技术指的是将独立的发电单元设置于配电网中,从而使其完成对用电设备的供电任务。
此外,可通过应用储能技术来储存分布式电源的多余能量,例如,锂电池、液流电池、超导线圈、储能电容器及超级电容器和飞轮等等。
其中,将某一特定范围区域或某些单位所拥有的分散发电资源通过储能装置集中起来,从而将能源直接供给附近用户的方式便是分布式电源微电网技术的基本定义。
此外,分布式电源微电网技术不仅可以并联在主干电网中运行,而且具备独立运行的能力,从而可以形成一个分布式电源微电网与大型电网联合运行的系统。
2、微电网的基本构成与特点2.1 微电网的基本构成由于承载负荷有所不同,所以微电网的具体结构有所差别。
其中,分布式电源、智能化用户、储能设备集控中心和具有自愈(故障重构)能力的电网等是微电网的基本构成单元。
此外,为了确保微电网的可靠性与灵活性,大部分电网与微电网的接口均是基于统一电力标准进行设计。
与此同时,天然气、太阳能、生物质能、氢能、风能、小水电等洁净能源或可再生能源是分布式电源主要形式,而储能电池、超级电容器和飞轮等是其常用的储能装置。
系统管理与集控中心负责微电网的控制、协调与管理等功能。
电力系统中的微电网技术研究进展
电力系统中的微电网技术研究进展随着能源需求的快速增长和对可再生能源的日益重视,微电网技术作为一种新型能源管理解决方案,正在电力系统中得到广泛关注。
微电网是指由多种可再生和传统能源资源组成的分布式能源系统,能够独立运行或与主电网互联,并能够根据需求自主调控能源的生成、消费与储存。
本文将探讨电力系统中微电网技术的研究进展,包括其定义、分类、优势以及相关应用领域。
首先,我们需要了解微电网的定义。
微电网是一种由可再生能源和负荷组成的独立电力系统,它具有一定的自治能力,并能与主电网相连。
微电网的组成主要包括可再生能源发电设备、储能系统、电力电子设备和负荷设备等。
微电网的主要特点是可以在断电或主电网故障时维持局部供电,并具有更高的可靠性和可持续性。
微电网技术在电力系统中的研究进展主要体现在以下几个方面:1. 微电网的分类:根据规模和功能,微电网可以分为小型微电网、中型微电网和大型微电网。
小型微电网主要应用于建筑、小区以及商业和工业领域;中型微电网通常应用于城市社区和校园;而大型微电网则主要用于都市周边地区或岛屿等远离主电网的地方。
2. 可再生能源的应用:微电网技术的一大特点是能够充分利用可再生能源。
太阳能光伏发电、风能发电和生物质能发电等都可以作为微电网的主要能源来源。
随着太阳能和风能技术的快速发展,微电网可以实现可再生能源的高比例利用,从而减少对传统能源的依赖,降低污染排放,并实现能源资源的丰富利用。
3. 电力电子技术的发展:微电网的运行需要大量的电力电子设备来实现能量转换、储存和控制。
随着电力电子技术的不断进步,微电网设备的效率和可靠性得到了提高。
例如,微逆变器和储能系统能够更加精确地调节能源的生成和消耗,以适应不同的负荷需求。
4. 微电网的运行管理:微电网的运行管理是保障其可靠性和效率的关键。
通过智能微电网管理系统,可以实现对微电网内部各个设备的实时监测和控制。
这些系统能够对微电网的供电能力进行预测和优化管理,并提供可靠的能源供应和安全保护。
微电网电能管理系统的建模与仿真
微电网电能管理系统的建模与仿真微电网是将传统电网与可再生能源结合起来,形成一种具备自主能源管理能力的电力系统。
微电网的电能管理系统是实现微电网运行稳定和优化的关键技术。
本文将从建模与仿真的角度,探讨微电网电能管理系统的研究与应用。
一、微电网电能管理系统的概述微电网电能管理系统是指对微电网内的各种电能资源进行协调、优化管理的系统。
它主要包括能源协调调度、故障诊断与恢复、电能供需平衡等功能。
通过对微电网内各种设备和能源资源的状态监测、分析和优化调度,实现对微电网的智能管理和优化运行,提高微电网的能源利用效率和供电可靠性。
二、微电网电能管理系统的建模过程微电网电能管理系统的建模包括对微电网内各种设备和能源资源的建模和组网建模两个方面。
1. 设备和能源资源的建模微电网内的各种设备和能源资源包括发电机组、储能设备、可再生能源设备等。
建模的过程主要涉及设备的特性参数、运行状态、电能输出等方面。
通过建立数学模型,描述这些设备的运行特性和电能转换关系,为电能管理系统的优化调度提供基础。
2. 组网建模组网建模是指对微电网内各个设备和能源资源之间的连接关系进行描述和建模。
这是电能管理系统的重要基础,决定了电能在微电网内的传输路径和功率流动方向。
通过对组网建模的分析和优化,可以更好地实现能源的协调调度和电能供需平衡。
三、微电网电能管理系统的仿真技术微电网电能管理系统的建模是为了对其进行仿真分析和优化调度。
仿真技术是一种通过模拟实验来研究和分析某个系统的技术手段。
在微电网电能管理系统的研究中,仿真技术可以帮助我们理解系统的特性,分析系统的运行行为,并找到优化运行的方法。
1. 仿真模型构建仿真模型是对微电网电能管理系统建模的结果,它是对微电网系统的一种抽象和简化。
通过建立仿真模型,可以模拟微电网系统的各种运行状态和运行行为。
根据系统的特点和目标,我们可以选择合适的仿真方法和工具,如基于物理模型的仿真、基于统计方法的仿真等。
微电网多逆变器控制关键技术研究
微电网多逆变器控制关键技术研究一、概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,微电网作为一种能够将分布式电源、储能装置、负荷和监控保护装置集合为一体的新型电网结构,正受到越来越多的关注和研究。
微电网能够实现能源的分布式管理和就地消纳,提高电力系统的供电可靠性和经济性,对于推动可再生能源的大规模应用和优化能源结构具有重要意义。
在微电网中,逆变器作为分布式电源与微电网之间的接口设备,其控制技术是实现微电网稳定运行和高效能量管理的关键。
多逆变器控制系统能够实现多个逆变器之间的协调控制,优化微电网中的功率分配,提高能源利用效率和系统稳定性。
对微电网多逆变器控制关键技术的研究,对于推动微电网技术的发展和应用具有重要的理论和实践价值。
本文旨在探讨微电网多逆变器控制的关键技术,包括逆变器的拓扑结构、控制策略、协调控制方法等方面。
将对微电网和逆变器的基本概念进行介绍,阐述微电网多逆变器控制的重要性。
将详细介绍逆变器的拓扑结构和控制策略,包括常见的单相和三相逆变器拓扑、PWM 控制技术、下垂控制策略等。
在此基础上,将重点研究多逆变器之间的协调控制方法,包括主从控制、对等控制和分层控制等策略,并分析各种策略的优缺点和适用场景。
将通过仿真和实验验证所提控制策略的有效性和可行性,为微电网多逆变器控制的实际应用提供理论支持和技术指导。
通过对微电网多逆变器控制关键技术的深入研究,本文旨在为微电网的稳定运行和高效能量管理提供理论支持和技术指导,推动微电网技术的快速发展和应用普及。
同时,本文的研究也有助于提高能源利用效率和系统稳定性,促进可再生能源的大规模应用和优化能源结构,为实现可持续发展目标做出积极贡献。
1. 微电网概述微电网是一种小型电网,通常由分布式能源资源(DERs)、储能系统、负载以及相关控制设备组成。
与传统的大型集中式电网相比,微电网具有以下特征:1 分布式能源资源:微电网中的能源资源如太阳能、风能、燃料电池等通常分布在电网的各个节点,而不是集中在一个或几个大型发电厂。
智能微电网的保护和控制技术研究
智能微电网的保护和控制技术研究摘要:智能微电网作为新一代的分布式能源系统,在解决能源供应不足、能源管理方式落后、能源浪费等问题方面具有重要的作用。
但是其面临着复杂多变的运行环境和安全风险,因此保护和控制技术成为智能微电网设计的重点和难点。
本文从智能微电网的保护和控制需求入手,分析了智能微电网的保护和控制技术应用现状和发展趋势,探讨了目前面临的挑战和主要解决方案,并对未来的发展方向进行了展望。
关键词:智能微电网;保护;控制;技术正文:一、智能微电网的保护需求智能微电网是由多种类型的电源、储能装置和负荷组成的多能源、多元化的能源系统。
它的运行环境复杂,受到天气、负荷变化、电网故障等多种因素的影响。
因此,保护是智能微电网必不可少的一部分,它能够保证智能微电网在各种异常情况下的安全稳定运行,避免损失和事故的发生。
智能微电网的保护需求包括:过电流保护、过电压保护、欠电压保护、过负荷保护、短路保护、开路保护等。
其中,过电流保护是智能微电网最常见的保护方式,它能够及时切断失控的电流,保护设备不受过电流的损害。
欠电压保护与过电流保护相似,它可以避免设备运行时出现电压不足的情况。
过负荷保护则是针对负荷运行时所承受的电流或功率过大的情况,它可以切断电路,保护设备的安全运行。
二、智能微电网的控制需求智能微电网不仅需要合理的保护措施,还需要有效的控制技术。
智能微电网的控制需求包括:调度控制、电能管理和负载均衡等方面。
其中,调度控制可以实现对电源、负荷和储能装置的有效调度,使得各种能源之间协调工作,避免能源浪费,提高能源利用效率。
电能管理则是指通过对电能的收集、处理和传输等方式,对智能微电网的电力产生、消耗和储存进行有效的管理。
负载均衡则可以解决智能微电网中负载不均匀的问题,使得各个电源能够充分利用,并保证负载平衡。
三、智能微电网的保护和控制技术现状与发展趋势目前,智能微电网的保护和控制技术已经得到了广泛应用。
智能微电网的保护和控制系统主要分为硬件和软件两个层面。
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微电网关键技术研究与应用
发表时间:2016-10-15T12:07:03.753Z 来源:《电力技术》2016年第5期作者:曹辉迟震陈辰杭银丽冯志阳顾竞成[导读] 微电网是充分利用可再生能源发电的一种新模式。
(1南通供电公司江苏南通 226004;2中天昱品科技有限公司江苏南通 226009;3中天光伏技术有限公司江苏南通 226009摘要:微电网是充分利用可再生能源发电的一种新模式。
微电网中的微源通过电力电子接口接入电网,微源种类繁多,既可以是光伏、燃料电池或微型燃气轮机,也可以是蓄电池、超级电容、飞轮储能系统等。
负荷可以根据其负荷等级,分别挂在不同的馈线上。
为了
实现微电网系统能量调度和保护,微电网一般需配备能量管理系统。
关键词:微电网;关键技术;应用
当公共电网正常工作时,PCC闭合,微电网与公共电网并网运行;当公共电网出现故障时,PCC迅速断开,微电网进入孤岛运行模式,能量管理系统可以选择性地切除普通负荷,确保系统关键负荷的正常供电,提高微电网系统内关键负荷供电的可靠性,同时保证电网的安全性;公共电网故障切除后,微电网经过同步控制后可以重新并网运行。
1.微电网的控制策略
微电网的整体控制策略采用主从控制策略。
主从控制是指当微电网孤岛运行时,微网中只有一个或者多个电压源逆变器作为变流器工作在恒压恒频率(V/f)模式,提供微网的参考电压和参考频率,其余的分布式电源作为从逆变器工作在恒功率(PQ)模式。
当微电网并网工作时,变流器需要锁相控制,保证微网输出电压的幅值、频率、相位与公共电网相同,减小并网过程中的冲击,实现柔性并网。
2.变流器的工作模式
基于主从控制的微电网变流器既能够工作在孤岛模式下也要能够工作在并网模式下,在不同模式下变流器的工作环路有所不同。
变流器采用双环控制结构,外环控制器用来实现上述不同控制的转换,并产生内环参考信号;内环控制器用于对电流的控制,改善系统运行性能,提高逆变器输出电能质量。
2.2.1 并网工作模式
并网运行时,公用电网为微电网系统提供电压和频率支撑,微电网逆变器采用恒功率控制,只需控制输出设定的有功功率和无功功率。
此时,逆变器输出电压被公用电网钳位为电网电压,逆变器在稳态时输出功率实际由并网电流决定,从而只需控制逆变器输出电流即可完成恒功率控制的目标。
变流器输出交流网络的有功和无功功率在旋转坐标系下可以表示为:
(1)其中,ud和uq分别为微电网逆变器三相输出电压经过park变换得到的d轴和q轴电压分量;id和iq分别为逆变器三相输出电流经过park 变换得到的d轴和q轴电流分量。
由于park变换中,选定合成电压矢量方向为d轴方向,则q轴电压分量为零。
因此,有功功率只与d轴有功电流有关,无功功率只与q轴无功电流有关,从而可以通过电网电压值和功率给定值(Pref和Qref)得到电流内环给定值(idref和iqref):
(2)式中,idref、iqref分别为电流内环d轴和q轴的给定值。
采样三相电网电压,对其进行abc/dq变换,得到电网d轴电压分量。
根据给定的有功和无功参考值,由式(2)求得电流内环给定值idref、iqref。
2.2. 2孤岛工作模式
微电网在孤岛运行时失去了电网的电压和频率支撑,因此,为满足本地负荷的供电质量要求,微电网主控逆变器需承担起为微电网系统建压的功能,为从逆变器提供电压和频率支撑,并根据负荷需求调整自身的输出功率。
此时,变流器由恒功率控制转为恒电压恒频率控制(V/f控制)。
V/f控制器的时域表达式为:
(3)式(3)中,fref是系统孤岛运行时的给定频率参考,Eref是给定电压幅值参考。
微电网锁相环的自主频率生成模块生成微电网孤岛运行时的锁相角,为微电网系统提供频率支撑;然后将此锁相角θinv作用于逆变器输出电压的park变换。
逆变器三相输出电压经过park变换得到ud和uq分量,分别与电压参考Eref和0进行比较,并对误差进行PI控制,从而得到内环控制器的参考信号idref与iqref。
3.微电网系统设计
微电网变流器的主要功能和性能指标有:
(1)、能量双向流动,可实现储能元件充放电的管理。
(2)、并网运行:按照中央控制器的要求发出或者吸收一定的有功或者无功功率。
(3)、孤岛运行:多机并联孤岛运行功能;参与电压控制;参与频率调节;向重要负荷提供不间断供电。
(4)、能够实现并网到孤岛或者孤岛到并网的平滑切换,保证系统稳定。
(5)、具备丰富的通信接口,便于与上级监控或者调度系统交换信息。
(6)、具有保护功能,在各种情况下保证微电网变流器的安全。
3.1 变流器主电路设计
主电路设计主要包括功率电路设计和控制电路设计。
系统采用TMS320F28335芯片为主控芯片,系统直流侧和交流侧采样之后送入DSP进行处理,处理后给出功率器件的驱动信号,控制功率器件的关断。
3.2 控制电路设计
控制部分主要由DSP控制板、采样模块、MCU模块、辅助电源板构成。
DSP主控板主要完成各种模拟信号和数字信号的综合处理,实现系统的保护和控制功能,是控制算法和控制策略的实现平台。
采样模块主要完成各种模拟信号的采样。
MCU模块主要完成面板显示与控制功能,是实现用户控制的操作模块。
3.2.1 DSP控制电路设计
DSP控制板功能电路包括:CPU及其外围电路、CPLD及其外围电路、上电复位电路、RS-485通讯接口电路、CAN通讯接口电路、SPI通讯接口电路、数字量的输入输出接口以及采样信号调理电路等。
CPU选用TI公司的浮点DSP芯片TMS320F25335,其具有运算速度快,价格便宜,外设丰富,AD转换精度高等、自带PWM发生器等优点。
CPLD主要用来完成逻辑信号的运算。
3.2.2 MCU电路设计
MCU板主要完成参数的显示和键盘输入、与DSP通信以及与上一级PLC通信的功能。
其硬件电路主要包括:单片机以及其外围电路、RS-485通讯接口电路、时钟芯片、EEPROM以及DSP的SPI通讯电路、键盘控制电路、显示电路、LED控制电路等。
4结论
微网变流器是微电网系统的关键单元之一。
孤岛运行时变流器要用来维持微电网的电压和频率稳定,并网运行时可以用来实现微网的优化运行。
微电网变流器需要能够实现能量双向流动,接收中央调度管理,实现微电网系统经济优化运行;电网故障时,变流器需要能够实现不间断供电。
微电网技术可以有效地解决大规模分布式发电系统并网运行问题,提高了可再生能源的利用。
参考文献
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