分布式电源系统设计论文
分布式能源系统的设计与优化
分布式能源系统的设计与优化引言随着能源需求的不断增长和传统能源资源的日益稀缺,分布式能源系统逐渐成为满足能源需求的重要方式之一。
分布式能源系统以其灵活性、高效性和可持续性而备受关注。
本文将介绍分布式能源系统的设计与优化问题,并探讨相关的技术和方法。
一、分布式能源系统简介分布式能源系统是指将多种能源资源与能源转换设施集成在一个系统中,通过本地能源产生、转换和利用,提供可靠、高效和环保的能源供应。
分布式能源系统由多个能源源头、分布式能源转换设施和能源利用设施组成,能够满足局部区域的能源需求。
1.1 分布式能源系统的优势分布式能源系统相比传统能源系统具有以下优势: - 灵活性:分布式能源系统可以根据不同地区的能源资源分布和需求特点进行灵活的布局和配置。
- 高效性:分布式能源系统采用本地能源产生和转换,减少了能源的输送损耗,提高了能源利用效率。
- 可持续性:分布式能源系统采用可再生能源和清洁能源作为能源资源,减少了对传统能源资源的依赖,促进了可持续发展。
- 低碳排放:分布式能源系统减少了能源输送过程中的能源损耗和二氧化碳排放,降低了对环境的负面影响。
1.2 分布式能源系统的应用领域分布式能源系统可以广泛应用于以下领域: - 居民住宅区:分布式能源系统可以为住宅区提供电力、热能和冷能,满足居民的能源需求。
- 商业综合体:分布式能源系统可以为商业综合体提供稳定的电力供应,保证商业运营的正常进行。
- 工业园区:分布式能源系统可以为工业园区提供电力、热能和冷能,满足工业生产的能源需求。
- 农村地区:分布式能源系统可以为农村地区提供电力、热能和冷能,改善农村能源供应状况。
- 岛屿和偏远地区:分布式能源系统可以为岛屿和偏远地区提供可靠的能源供应,减少对外界能源来源的依赖。
二、分布式能源系统的设计分布式能源系统的设计是指根据能源资源的分布和能源需求的特点,确定分布式能源系统的结构、配置和运行策略,以实现高效、可靠和经济的能源供应。
基于PSCAD的分布式电源VF控制(小论文)
基于PSCAD的分布式电源VF控制(⼩论⽂)本科毕业设计论⽂基于PSCAD的分布式电源VF控制基于PS C A D的分布式电源V F控制摘要:本⽂⾸先介绍了分布式发电的背景,分布式发电的发展情况。
本⽂其次介绍了三相逆变器的SPWM逆变器结构和控制,同时也分析了影响SPWM逆变器性能的因素。
然后,本⽂由三相电压型逆变器主电路推导出控制的数学模型,进⽽推出三相电压型逆变器的电压控制⽅程和框图,电流控制⽅程和框图,以此得出电压电流双环控制框图。
最后为验证所设计的并⽹逆变器各种参数的正确性及功率控制器的有效性,本⽂通过计算机常⽤仿真软件EMTDC/PSCAD进⾏仿真。
仿真结果验证了采⽤电压外环电流内环双环控制的有效性。
关键词:分布式发电;SPWM控制理论;三相桥式逆变器;电压电流双环控制;解藕控制;EMTDC/PSCAD 仿真D I S T R IB U T ED P OWE R VF CO N T RO L BA S E D O N P S C ADAbstract:This paper first introduced the background and the development situation of distributed power generation. Secondly, this article discusses the structure and control of SPWM inverter of three-phase inverter, analyzes the factors affecting the performance of the SPWM inverter. Also this article deduced the mathematical model from main circuit of the three-phase voltage source inverter. In this paper, we can launch voltage ,current control equation and chart of inverter by mathematical equations of d-q coordinate axes, then we concludes voltage and current dual loop control diagram.Finally, we used to using computer simulation software EMTDC / PSCAD to simulation,in order to verify that the inverter parameters of design is correct and the power controller is effective. The effectiveness of voltage outer loop current inner loop control is verified by the simulation results.Keywords: Distributed generation; SPWM control theory; Three-phase bridge inverter;Voltage and current dual-loop control; Decoupling control; EMTDC / PSCAD simulation1 引⾔21 世纪,世界⾯临着经济和社会可持续发展的双重挑战,必须在节约资源和环境保护要求的双重制约下发展经济。
分布式能源系统设计与运营优化
分布式能源系统设计与运营优化第一章:介绍分布式能源系统设计与运营优化的背景及意义(200字)近年来,随着能源需求的不断增长和环境保护的迫切需要,分布式能源系统的设计与运营优化逐渐成为了全球能源行业的研究热点。
传统的中央化能源系统存在能源浪费、安全隐患等问题,而分布式能源系统则通过将能源生产与消费的节点放置在各个地方,实现了能源的低碳高效利用。
本章将介绍分布式能源系统设计与运营优化的背景和意义。
第二章:分布式能源系统设计原则及方法(400字)分布式能源系统设计的目标是实现可持续发展、高效利用和环境友好的能源供应。
在设计分布式能源系统时,需要考虑以下几个原则:首先,多元化能源资源利用原则。
分布式能源系统应利用多种能源资源,如太阳能、风能、生物能等,以减少对某个能源资源的依赖性。
其次,可扩展性原则。
设计分布式能源系统时,需要考虑系统的可扩展性,以适应未来能源需求的增长和新能源技术的引入。
再次,智能化控制原则。
利用智能化控制技术,对分布式能源系统进行实时监测和调控,以提高能源利用效率。
最后,可靠性和安全性原则。
分布式能源系统设计时需要考虑系统的可靠性和安全性,以保障能源供应的稳定性和用户的安全。
在设计分布式能源系统时,可以采用系统工程方法、模型建立与优化方法等,对系统进行设计、分析和优化,以达到目标要求。
第三章:分布式能源系统运营优化方法(400字)分布式能源系统运营优化是指通过合理的调度和运营策略,提高系统运行效率、降低运营成本,并满足用户需求。
在运营优化过程中,需要考虑以下几个方面的方法:首先,能源生产与消费的协调调度方法。
通过实时监测和预测能源生产与消费的需求,合理安排能源的生产和调度,以满足用户需求,并确保供应的稳定性。
其次,能源储存与传输的优化方法。
运用合理的能源储存技术和传输策略,实现能源的高效利用和最小传输损耗,提高能源系统的运行效率。
再次,能源市场与价格策略的优化方法。
设计合理的能源市场机制和价格策略,引导用户合理使用能源,提高能源供需的匹配度,降低能源浪费。
分布式电源论文
移动分布式单相逆变发电机组(系统)并联运行张文昌、于功山、王怀杰(济南吉美乐电源技术有限公司,山东 济南)摘 要:论述单相逆变发电机组(系统)在移动电源中的应用。
在此基础上提出了单相逆变发电机组(系统)可并联运行控制方案并介绍了其结构和原理,给出了软件和硬件设计方案。
试验结果证明此系统的控制稳定可靠。
关键词:分布、逆变、单相、并联运行中图分类号: 文献标识码: 文章编号:1引言随着内燃机电站在现代武器装备上的广泛应用,用电设备对电源设备提出了越来越高的要求。
随着科技的发展和基础科学研究的不断深入,新材料和新技术的应用,对发电机组(系统)的发展起到了较大的推动作用。
目前国内逆变技术已广泛应用于小功率发电机组,该技术对提高机组的电性能指标及小型化和轻量化起到了推动作用。
目前×××部的×××项目已装备逆变发电机组(系统)。
通过大量的试验工作,我们发现车辆底盘小了,用电设备的容量大了,而车辆本身留给电源设备的空间有限,即出现了装一套大功率的空间不够,而装N +1套小功率的,能够达到目的。
遇到大功率运行时,不可避免的需要N +1套电源并联运行。
而逆变发电机组(系统)的出现让单相并联运行成为可能。
2 逆变发电机组(系统)原理介绍以内燃机作为动力,由中频发电机将内燃机输出的机械能转化为初级三相交流中频电能(400-2000Hz ,400V ),再经过逆变器进行AC/DC/AC 转换,输出工频交流电能(50Hz,230V )。
方案框图:交流中频电能 (400-2000)Hz,400V 逆变器主逆变系统的设计采用高集成度数字化控制芯片智能集成功率模块的电路方案,逆变器的基本工作原理如图所示,发电机产生的三相交流电送入逆变器的L1、L2、L3三条线电压输入端,三相交流电压经三相全控整流,电容EC2滤波后,变成平滑的直流电,然后,通过控制功率管Q1、Q2、Q3、Q4按照预定的频率和脉宽周期性的开关,在L1、L2前端就可获得频率固定、脉宽不等的PWM 波,PWM 波经电感、电容滤波后,就可获得标准的交流电压。
毕业设计-新能源分布式发电储能系统相关基础研究_能量管理策略
题目:新能源分布式发电储能系统相关基础研究- 能量管理策略研究系别:专业班级:姓名:学号:指导教师:职称:摘要以风力发电、太阳能光伏发电为代表的间歇性可再生能源发电系统的功率输出存在不连续,不稳定,随气候变化而变化的特点,新能源在电网中比重的增加的今天,会对同步系统产生许多负面影响。
储能技术为间歇性可再生能源系统提供了能量缓冲、平衡和后备的手段,是改善间歇性可再生能源利用的有效途径。
在各种储能技术中,铅酸蓄电池依靠其技术成熟、可靠性高、成本较低;超级电容器具有功率密度大、充电能量密度高的优点,适合大电流和短时间充放电的场合;本文将主要围绕铅酸蓄电池储能技术和超级电容器储能技术在间歇性可再生能源发电系统的相关应用展开研究。
在分析电压源电子电力变换器蓄电池储能系统基本原理的基础上,建立其数学模型,为实现风电机组有功功率输出和稳定性控制的提高,提出控制策略。
在串并联型超级电容器储能系统原理上,建立其数学模型,提出串联和并联补偿控制器调节风电场输出功率不稳定问题。
仿真结果表明可以提高风电机在网络故障的稳定性。
关键词:风力发电;储能技术;超级电容器;控制策略;新能源ABSTRACTWith wind power, solar photovoltaic power generation as a representative of intermittent renewable energy power system of power output existence, unstable, with discontinuous characteristics of climate change and change in power grid, new energy resources, increase the proportion of synchronization systems today will produce many negative impacts.Storage technology for intermittent renewable energy system provides the energy buffer, balance and backup means, improve intermittent renewable energy use in an effective way.In various storage technology, depending on its mature technology of lead-acid batteries, high reliability and low cost; Super capacitors have power densities, charging the advantages of higher energy density, suitable for large current and short time charge-discharge circumstance; This paper will focus on lead-acid battery energy storage technology and super capacitor storage technology in intermittent renewable power generation system on the related applications.On the analysis of the voltage source electronic power converter battery energy storage system, based on the basic principle of establishing its mathematical model for the realization of the wind generator active power output and stability control, this paper puts forward the improving control strategy. In parallel connection type supercapacitor energy storage system in principle, establishment of the math model, and puts forward some series and parallel compensating controller adjust wind farm output power unstable problem. Simulation results show that the network can improve the wind electrical fault stability.Keywrds:Wind Power;Energy Storage; Supercapacitor; Control Strategy; New energy.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 可再生能源发电概述 (2)1.2.1 全球可再生能源概况 (2)1.2.2 中国可再生能源概况 (2)1.3 微网的研究现状 (3)1.3.1 概述 (3)1.3.2 北美的微网研究 (3)1.3.3 欧盟的微网研究 (3)1.3.4 日本的微网研究 (4)1.4 储能系统的研究现状 (4)1.5 论文的主要工作与章节安排 (6)2 大规模间歇性可再生能源发电系统的建模 (8)2.1 引言 (8)2.2 大规模间歇性可再生能源井网面临的主要挑战 (8)2.3 风力发电系统的特性分析 (9)2.4 恒速恒频风力发电系统的建模与仿真 (9)2.4.1 风电机组动力系统数学模型 (9)2.4.2 异步发电机数学模型 (10)2.4.3 风电场等值 (11)2.4.4 算例仿真与分析 (11)2.5 光伏发电系统的特性分析 (12)2.6 单相户用光伏发电系统的建模与仿真 (13)2.6.1 光伏电池的建模 (13)2.6.2 单相逆变器的控制策略 (13)3 储能元件的特性分析及其等效模型 (14)3.1 引言 (14)3.1.1 常用的储能电池 (14)3.2 铅酸电池储能原理 (14)3.2.1 储能电池的应用前景 (15)3.3 铅酸电池的建模 (15)3.3.1 铅酸电池的等效电路模型 (16)3.4 超级电容器的特性分析 (18)3.4.1 超级电容器的分类: (19)3.4.2 超级电容器主要优点: (20)3.4.3 超级电容器的应用 (20)3.5 双电层超级电容器的等效电路模型 (21)3.6 小结 (22)4 双向DC/DC变换器及控制 (23)4.1 引言 (23)4.2 三全桥DC/DC变换器拓扑 (23)4.2.1 三全桥主电路拓扑结构 (23)4.2.2 变换器等效电路 (24)4.2.3 三全桥DC/DC变换器能量流动和控制方式 (26)4.3 DC/DC变换器的控制策略 (27)4.3.1 TAB变换器电流内环解耦设计 (28)4.3.2 电流内环调节器设计 (29)4.4 小结 (31)5 储能系统的能量管理策略与实现 (32)5.1 引言 (32)5.2 串并联型储能系统工作原理 (32)5.3 串并联型超级电容器储能系统的数学模型 (33)5.4 变换器的控制 (34)5.4.1 并联补偿变换器的控制 (34)5.4.2 串联补偿变换器的控制 (35)5.5 系统仿真与分析 (35)5.5.1 储能系统稳定性的提高 (37)5.6 本章小结 (38)6 总结与展望 (39)6.1 总结 (39)6.2 有待进一步开展的研究工作 (39)致谢 (40)参考文献 (41)1 绪论1.1 课题研究背景人类社会的存在和发展离不开能源,随着社会、经济的发展,全球能源的需求量必然继续增加,伴随着化石能源的大量使用,环境污染和能源枯竭将会严重影响社会的发展。
基于电力电子技术的分布式能源管理系统设计与优化
基于电力电子技术的分布式能源管理系统设计与优化分布式能源管理系统是指将分布式能源(如太阳能、风能等)与传统能源系统相结合,通过合理的管理和优化控制,实现能源供应的高效、可靠和可持续发展。
电力电子技术在分布式能源管理系统中发挥着重要的作用,可以实现能源的转换、控制和管理,提高能源利用效率和系统的可靠性。
一、分布式能源管理系统的设计原理分布式能源管理系统由多个关键组件构成,包括分布式能源发电单位(如太阳能和风能发电设备)、能量存储装置、能源转换装置和能源管理控制器等。
其中,电力电子技术的应用是系统实现高效能源转换和精确控制的基础。
1. 分布式能源发电单位:分布式能源发电单位是分布式能源管理系统的核心组成部分。
太阳能光伏和风能发电是目前主要的分布式能源发电方式。
在系统设计中,需要充分考虑太阳能和风能的波动性和不稳定性,通过电力电子技术实现定制、调整和控制能量输出,以确保系统的稳定性和可靠性。
2. 能量存储装置:能量存储装置在分布式能源管理系统中起到了平衡能量供应和需求的作用。
例如,对于太阳能光伏系统来说,储能装置可以在光照不足时存储过剩的能量,然后在光照不稳定或用电高峰时释放能量。
电力电子技术可以实现能量的高效存储和释放,提高能源的利用效率。
3. 能源转换装置:能源转换装置主要是通过电力电子技术实现对能量的转换和传输。
例如,根据负载需求和能源供应情况,可以将直流能源转换为交流能源,或者将低电压能源转换为高电压能源以便输送。
电力电子技术的应用可以实现能量的高效转换和传输,降低能量损耗和系统负载。
4. 能源管理控制器:能源管理控制器是分布式能源管理系统的智能核心,负责系统的监测、控制和优化。
通过电力电子技术的应用,能源管理控制器可以实时监测和分析能源需求和供应情况,制定最优能源调度策略,并实现对能源发电、存储和转换装置的精确控制。
通过优化能源输出和消耗,可以实现能源的高效利用和系统的可靠运行。
二、基于电力电子技术的分布式能源管理系统的优化方法分布式能源管理系统的优化是提高系统效率和可靠性的关键。
毕业论文——分布式应急电源智能检测与管理系统的设计
目录中文摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 课题研究的背景 (3)1.2 课题研究的意义 (4)1.3 本文研究的趋势和主要内容 (4)2 无线通信系统 (6)2.1 无线通信系统的组成 (6)2.2 无线通信的优点 (7)2.3 本章小结 (8)3 系统硬件电路的设计 (9)3.1 应急灯监测与管理系统硬件结构概述 (9)3.2 应急灯检测终端系统的硬件设计 (10)3.3 主控制系统的硬件设计 (23)3.4 本章小结 (28)4 系统软件的分析 (29)4.1 软件的总体结构概述 (29)4.2 主控制器软件设计 (31)4.3 应急灯单元软件设计 (39)4.4 本章小结 (42)5 结论 (43)5.1 本文所做工作总结 (43)5.2 今后工作的完善和建议 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录一:应急灯检测终端系统总体硬件电路图 (46)附录二:控制器系统总体硬件电路图 (47)分布式应急电源智能检测与管理系统的设计摘要:现代化的建筑物面积越来越大,结构越来越复杂,其智能化程度越来越高,因此内部的应急灯数量也越来越多,建立一个可靠的应急灯控制系统非常必要。
本系统的设计为了避免火灾等灾害发生时电力线路损坏情况下无法控制应急灯,而采用无线通信模块,该系统包括两部分构成,一部分是应急灯检测终端系统(下位机系统),主要包括信号采集、无线收发以及控制等功能,另一部分是主控制系统(上位机系统),主要包括无线收发、分析判断、显示以及控制等功能。
上位机系统可以随时检测和控制下位机的运行状态,并能将应急灯的状态显示在显示器中。
下位机能够执行上位机的命令,对应急灯进行信息采集。
因此,本文主要涉及的硬件设计有单片机STC12C5A60S2、无线收发模块CC1100、信息采集系统、稳压器、继电器、显示模块、数据存储模块、实时时钟模块等,软件部分主要有各种驱动程序、采集程序、收发程序、看门狗、显示程序等流程的设计。
分布式电源系统设计
分布式电源系统设计2008-3-7 14:24:00分布式电源系统不再使用统一的直流电源给系统供电,而是对系统中不同设备、不同电路板、甚至对同一电路板上不同的电路采用不同的电源供电。
系统中低频电路和高频电路,小电流负载和大负载供电线路完全分离。
特别在低电压大电流负载时,采用较高电压传输到负载附近再用DC—DC变换模块降压供给负载。
系统中各电路的电源相对独立,减少了大电流传输线路,使系统的总效率有一定的提高,并且对可靠性和电磁兼容性问题也比较容易解决。
一、分布式电源系统结构分布式电源系统可分为交流分布和直流分布两种基本结构。
每一种结构都可以采用不同的变换模块在深度和广度两个方面扩展,当然两种结构也可以互相渗透。
(一)交流分布式电源系统交流分布式电源系统由多个AC—DC变换模块组成,每一块电路板或一个装置拥有一个AC—DC变换模块,典型结构如图9—30所示。
这种结构比较昂贵,因为每一个AC—DC变换模块都需具有整流滤波及抑制电磁干扰电路,也意味着交流电源线围绕整个系统,增加了电磁干扰敏感程度和安全问题。
然而,在某些情况下这种结构可能是正确的方案。
例如,某电信设备制造厂利用这种结构给某栋楼房中的电信设备供电。
每层楼使用一个AC—DC模块,配电结构如图9—31所示。
这种结构也应用于某电脑生产厂家的文件服务器中,如图9—32所示。
图中CPU板和每一个磁盘驱动器都使用一个AC—DC模块电源。
(二)直流分布式电源系统直流分布式电源系统是应用最广泛的一种结构。
它一般包含一个交流前端AC—DC模块(或者多个前端模块并连,也可使用冗余技术),前端模块将交流电压变换成24、48V或300V的直流电压,形成直流分布总线。
利用直流总线传输到系统中每一个负载板上,由负载板上的DC—DC变换模块再来产生负载需要的直流电压。
这种DC—DC变换可能需要多次。
例如,某负载板上需要5 V和2.1V两种直流电压,5V电压可利用一个DC—DC模块从48V总线获得,2.1V电压用另一个DC—DC模块从5V电压获得比较好。
分布式能源系统的设计与优化
分布式能源系统的设计与优化随着环境保护理念深入人心,越来越多的企业开始关注节能减排,以及减少对环境的污染。
而在这一大趋势下,分布式能源系统成为了一个备受瞩目的领域。
分布式能源系统是指将多种能源资源(太阳能、风能、地热等),以及多种发电方式(化石燃料、核能、可再生能源等)自然而然地融合起来,实现能源的高效利用和自给自足。
在本文中,我们将会深入解析分布式能源系统设计的方方面面,并介绍一些有效的优化策略。
第一部分:分布式能源系统的设计1. 能源资源的分析分布式能源系统的设计第一步是要对不同类型的能源资源进行分析。
这里值得我们注意的是,不同能源资源之间的差异性较大,因此在选型时需要仔细衡量各种资源的优劣。
举个例子,太阳能和风能是两种十分常见的新能源资源。
太阳能在空气质量、天气、空气湿度等方面都影响较小,而风能则需要按照不同地方的风速、风向等因素进行分析。
需要强调的是,能源资源的寿命与成本是两个非常重要的考虑因素。
对于一个企业来说,优化资源方案和降低成本资源是两个很重要的方面。
2. 发电成本的分析在设计分布式能源系统时,发电成本是一个非常重要的指标。
高效的发电成本可以引入公司较大的收益,而低效的发电成本同样会对公司产生大的负面影响。
在分析发电成本的时候,需考虑到适应能源转换、运行机制和运维方案等诸多因素。
具体来说,分析发电成本的时候,需要对从能源资源的采集、转换、储存和分发等方面进行全面的分析,并考虑到sysT的可靠性和稳定性等因素。
3. 系统规划与设计在了解了不同能源资源的特性及发电成本之后,分布式能源系统设计的下一步是进行系统级别的规划和设计。
这里需要参考多方面的数据资料,包括能源性质、设备结构、组件性能等。
对体量、规模、能量输出和检测的要求,还需进行深入的分析。
4. 设备及控制系统的安装与调试分布式能源系统的设计建设,需要考虑到多个设备之间的配合和稳定性等方面。
设计师需要先进行设备各自的安装、连接和调试,保证设备之间充分配合,再进行整体联动调试。
分布式能源系统规划设计论文
分布式能源系统规划设计论文随着人们对环境和能源问题日益重视,分布式能源系统逐渐成为许多国家未来能源发展的重要方向。
分布式能源系统具有低碳、高效、节能等诸多优点,可以在很大程度上提高能源利用效率,减少环境污染和能源浪费,为许多国家的可持续发展做出了重要贡献。
分布式能源系统规划设计是分布式能源系统建设的重要部分,是确保分布式能源系统正常运行的关键环节。
本文将围绕分布式能源系统规划设计展开,分别从以下几个方面进行讨论:一、分布式能源系统规划设计的意义和目的对于任何一项建设工程,规划设计都是必须的。
分布式能源系统作为一项新型能源技术,规划设计显得更为重要。
规划设计不仅可以为分布式能源系统建设提供有力的支撑,而且能够发掘潜在的问题与风险,从而避免甚至减少不必要的错误与浪费,提高分布式能源系统的可持续性和稳定性。
分布式能源系统规划设计的主要目的是确保分布式能源系统的设计符合国家和地区的能源政策与技术标准,以及相关的环保要求和安全标准。
同时,还需要考虑经济成本与可持续性,使得系统能够在经济效益与环保中达到相对平衡。
规划设计还需要考虑最优的系统设计方案与运行方案,以确保分布式能源系统的高效运行。
二、分布式能源系统规划设计的基本流程分布式能源系统规划设计一般包括市场研究、方案设计和实施方案三个阶段,其中,市场研究是规划设计的第一步。
市场研究主要是对市场环境进行调查和了解,找出分布式能源系统建设的规模和基础信息。
接下来是方案设计阶段,这个阶段包括分布式能源系统的基础设计、运行方式的确定和系统的设备选配等方面。
最后是实施方案阶段,也就是规划设计的最后一步,包括关键数据检查、安装、调试和运行等环节。
三、分布式能源系统规划设计考虑的主要因素在进行规划设计的时候,还需要考虑一些重要的因素,以确保分布式能源系统运行顺畅、安全、高效。
主要考虑的因素包括:1.企业需求:分布式能源系统建设需要根据企业的需求,包括能源类型、能源需求与使用频率等。
基于PLC的分布式光伏发电系统的设计
基于PLC的分布式光伏发电系统的设计摘要:分布式光伏发电,也称为分散式发电或分布式供给,是指在使用场所或临近使用场所的地点设置较小的光伏发电系统,以满足客户的特殊需求,或保障现有输配电网络的正常运行.文章设计的分布式光伏发电系统以三菱PLC-FX5U为基础控件,在软件的远程控制下,对分布式光伏发电系统实施管理与监督,可以通过计算机对光伏发电系统进行实时控制,大大提高了光伏发电系统的智能化程度与运营质量.1 分布式光伏发电系统概述分布式发电项目的发电量可全部入网、全部自用或自发私用后余电量入网,由使用者自主选择,不足的电量由电网直接供给。
在具体工作中,分布式光伏发电系统并网主要采用双极性式并网和二极关系型并网的方式。
其中,双极性式并网主要采用单极控制器,具有拓扑构造简洁、单极片数量较少、无中间储能、设备投入低和电能利用率较高等优点,但对单极控制器稳定性要求较高,直流母线接通时不可控。
二极关系型并网的控制器为内回路电流控制器,其优点是交流过程独立可控、变流电输入大、逆变过程效率高和控制系统平稳,而缺陷是拓扑结构复杂、成本高和功率消耗大。
2基于PLC的分布式光伏发电系统的设计要求分布式光伏发电系统的工作模式比较丰富,需要对系统工程方案进行分析和建模,利用递进式操作体系,保证系统效率。
可以利用传感器技术收集工程数据,再利用计算机技术对数据进行深入分析与价值评估,然后发出后续的控制指令。
也可以利用通信模型发送命令,增大计算机系统对数据的判别效率。
分布式光伏发电系统的内部拓扑架构包括集散控制监测装置、控制中心、网络通信和附属信息系统等,需要保证集散控制系统在光伏发电中的使用有效性。
2.1分布式光伏发电系统设计应考虑因素(1)天气状况。
天气状况也是影响分布式光伏发电系统的一大因素,每当阴天或下雨时,太阳辐射显著降低,分布式光伏发电系统的产能自然下降。
因此,天气情况给分布式光伏发电系统造成了不确定性。
(2)系统效率。
毕业论文——分布式应急电源智能检测与管理系统的设计
目录中文摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 课题研究的背景 (3)1.2 课题研究的意义 (4)1.3 本文研究的趋势和主要内容 (4)2 无线通信系统 (6)2.1 无线通信系统的组成 (6)2.2 无线通信的优点 (7)2.3 本章小结 (8)3 系统硬件电路的设计 (9)3.1 应急灯监测与管理系统硬件结构概述 (9)3.2 应急灯检测终端系统的硬件设计 (10)3.3 主控制系统的硬件设计 (23)3.4 本章小结 (28)4 系统软件的分析 (29)4.1 软件的总体结构概述 (29)4.2 主控制器软件设计 (31)4.3 应急灯单元软件设计 (39)4.4 本章小结 (42)5 结论 (43)5.1 本文所做工作总结 (43)5.2 今后工作的完善和建议 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录一:应急灯检测终端系统总体硬件电路图 (46)附录二:控制器系统总体硬件电路图 (47)分布式应急电源智能检测与管理系统的设计摘要:现代化的建筑物面积越来越大,结构越来越复杂,其智能化程度越来越高,因此内部的应急灯数量也越来越多,建立一个可靠的应急灯控制系统非常必要。
本系统的设计为了避免火灾等灾害发生时电力线路损坏情况下无法控制应急灯,而采用无线通信模块,该系统包括两部分构成,一部分是应急灯检测终端系统(下位机系统),主要包括信号采集、无线收发以及控制等功能,另一部分是主控制系统(上位机系统),主要包括无线收发、分析判断、显示以及控制等功能。
上位机系统可以随时检测和控制下位机的运行状态,并能将应急灯的状态显示在显示器中。
下位机能够执行上位机的命令,对应急灯进行信息采集。
因此,本文主要涉及的硬件设计有单片机STC12C5A60S2、无线收发模块CC1100、信息采集系统、稳压器、继电器、显示模块、数据存储模块、实时时钟模块等,软件部分主要有各种驱动程序、采集程序、收发程序、看门狗、显示程序等流程的设计。
分布式电源系统设计论文
分布式电源系统设计论文分布式电源系统设计论文1分布式电源并网对电压分布的影响配电系统的基本单元是馈线。
馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接,末端经低压降压变压器与用户相连。
我国馈线电压等级大多是10kV,每条馈线上线路成树状分布,以辐射形网络连接若干台配电变压器。
馈线的不同位置分布有若干负荷,这些负荷种类繁多,随机性大,要准确地描述比较困难。
为方便研究,文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。
考虑到配电网电压较低,线路长度较短,设定以下假设条件:各节点负荷三相对称,三相线路间不存在互感。
然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级,得出馈线模型。
分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平,其接入位置与节点电压幅值密忉相关。
相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置,对线路的电压分布产生的影响差别很大,接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大,越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。
因此,在配电网规划及分布式电源接入系统设计时,需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点,确定合理的控制方式,只有这样才能改善线路的电压质量,提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统2.1分布式电源的分类一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。
按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等,按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源;按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联;按照并网容量分,可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。
小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等;大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介微网是一个小型发配电系统,由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成,具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统,能够实现自我调节、控制和管理。
含分布式电源的配电网潮流计算毕业设计(学术参考)
教=学毕业论文设计题目:含分布式电源的配电网潮流计算教=学毕业论文含分布式电源的配电网潮流计算摘要在分布式电源系统当中,主要是它和大电网的供电系统起到了一个相互补充和协调的作用,主要是利用了现有的综合设备以及资源,从而可以给用户提供一个更为良好的并且可靠的电能应用方式。
因为分布式电源通过了并网以后,它对于在各个地区的电网运行和在其结构当中都发生很大的变化,有一定的影响,所以,分布式的电源潮流计算就能起到了一定的作用,这也是作为评估的重要方式之一,作为优化电网运行重要的理论基础,通过长期的研究证明,技术已经较为成熟,有利于电网长足的发展。
现在,新能源开发利用的分布式发电技术已经成为了电力工业一个新的研究热点。
目前,国内外在研究基于分布式电源的潮流计算方法主要围绕在牛顿拉夫逊法(newton-raphson method,NR)、前推回代法、高斯Zbus 3 种方法。
在配电网潮流计算方面,本文分局接口的模型的不同将DG分为PQ,PV,PI和PQ(V)等四种节点类型,并为每种节点类型DG建立了潮流计算模型。
在传统潮流计算方法的基础上,结合各点类型DG的潮流计算模型,提出了适用于含不同类型DG的配电网潮流计算方法,并以IEEE33算例验证了算法的可行性。
关键词:配电网,分布式电源,潮流计算教=学ABSTRACTIn the distributed power system, mainly it and large power grid power supply system to a mutual supplement and coordination role, mainly is the use of existing integrated equipment and resources, and can provide users with a more good and reliable electricity can be used.Because of the distributed power supply through the grid after it for power grid operation in various regions and in the structure have taken place great changes, certain influence, so distributed power flow calculation will be able to play a certain role, it is also regarded as one of the important ways to evaluate the, as an important theoretical basis for power grid operation optimization, through long-term research proof, technology has been more mature, is conducive to the rapid development of the grid.Now, new energy development and utilization of distributed generation technology has become a new research focus in the power industry. At present, research at home and abroad based on distributed power flow calculation method mainly focus on Newton Raphson (Newton-Raphson,NR), forward and backward substitution method, ZBUS Gauss 3 kinds of methods. In terms of power flow calculation, this paper divides DG into PQ, PV, PI and PQ (V) and other four kinds of node types, and establishes the power flow calculation model for each node type DG. In the traditional power flow calculation method based on, combined with the trend of the type of DG calculation model, is proposed, which can be used with different types of DG distribution network power flow calculation method, and the IEEE 33 examples to verify the feasibility of the algorithm.Keywords: Distribution Network, Distributed Power Supply, Power Flow Calculation教=学教=学目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)目录 (V)第一章绪论 (7)1.1选题背景及意义 (7)1.2含分布式电源的配电网研究的现状 (8)1.2.1 分布式电源的发展及应用概况 (8)1.2.2 分布式电源的潮流算法研究现状 (9)1.3本文主要工作 (10)第二章分布式电源的建模 (11)2.1 太阳能光伏发电 (11)2.1.1 光伏发电的工作原理 (11)2.1.2 光伏发电的模型 (12)2.2 燃料电池 (14)2.2.1燃料电池的工作原理 (14)2.2.2 燃料电池的模型 (15)2.3 风力发电 (16)2.3.1 风力发电的工作原理 (16)2.3.2 风力发电的模型 (16)第三章配电网潮流计算 (19)3.1 配电网潮流计算的概述 (19)3.1.1 配电网潮流计算的基本要求 (19)3.2基于回路分析法的配电网潮流计算 (20)3.2.1回路分析法基础 (20)3.3基于回路分析法的潮流直接算法 (21)第四章含分布式电源的配电网潮流计算 (24)4.1分布式电源的模拟 (24)4.1.1 PQ恒定型分布式电源 (24)4.1.2 PI恒定型分布式电源 (24)4.1.3 PQ(V)分布式电源 (25)4.1.4 PV恒定型分布式电源 (25)4.1.5 分布式电源的处理方法 (26)4.2含DG的潮流计算方法 (27)4.2.1 配电网拓扑结构的矩阵描述 (27)4.2.2 潮流算法的实现 (28)4.2.3 潮流算法的流程 (30)4.2.4 含DG配电网潮流计算方法的实现 (31)4.3算例分析 (32)结论 (34)参考文献 (35)附录 (37)致谢 (38)教=学第一章绪论1.1选题背景及意义随着负荷的快速增长以及电力市场的逐步推行,传统的集中式发电已经不能满足当今社会对电力及能源供应的需求。
分布式电源系统设计
分布式电源系统设计分布式电源系统是一种能够将多种类型的能源资源集成起来进行供电的系统。
传统的能源系统是由中心化的发电站向用户供电,而分布式电源系统将能源的产生和利用分散到用户端,使能源的供应更加可靠、高效且灵活。
下面将从系统设计的角度来探讨分布式电源系统的设计。
首先,在分布式电源系统中,能源资源的集成和管理是至关重要的。
这需要设计一个智能的能源管理系统,能够监测和控制分布式能源的产生和利用。
这个系统需要能够实时监测各个分布式电源的产电情况和用户的用电需求,并根据需求进行能源的分配和调度。
此外,系统还需要能够智能地选择最优的能源组合,以满足用户的用电需求,并在能源短缺或故障时提供备用能源。
其次,分布式电源系统的设计还需要考虑能源的输配问题。
在传统的能源系统中,能源从发电站输送到用户的过程中会存在能源损耗和供电不稳定的问题。
而在分布式电源系统中,能源的产生和利用在用户端,能源输配的距离更短,因此能够减少能源损耗和提高供电稳定性。
为了实现分布式能源的输配,系统设计需要考虑建立合理的输配网络,并使用合适的输配设备,如智能电网技术和电池储能技术,以确保能源能够高效地从产生端输送到利用端。
此外,分布式电源系统的设计还需要考虑能源的规划和配置问题。
不同的地区和用户有不同的能源需求和资源条件,因此需要进行能源的规划和配置,以实现最佳的能源利用效率。
这包括选择合适的能源类型和能源供应商,以及确定合理的能源供应模式,如购买、租赁或自产自用等。
同时,系统设计还需要考虑可再生能源的利用,如太阳能、风能和生物能等,以实现可持续发展的能源系统。
总之,分布式电源系统的设计需要综合考虑能源资源的集成和管理、能源的输配问题、能源的规划和配置,以及系统的安全和可靠性等方面。
只有通过科学合理的设计,才能实现分布式电源系统的高效、可靠和可持续发展。
申能能源中心分布式供能系统电气设计与运用
申能能源中心分布式供能系统电气设计与运用申能能源中心分布式供能系统电气设计与运用摘要:本文基于申能能源中心分布式供能系统的电气设计与运用,探讨了其在节能减排和能源利用方面所起到的重要作用。
首先,介绍了分布式供能系统的产生背景和发展现状,进而分析了系统的电气性能和控制策略。
之后,结合工程实践介绍了申能能源中心分布式供能系统的电气设计和运用实例,包括电气元件选择、电力传输和分配、系统保护与监测等方面。
最后,提出了一些完善措施,包括智能化电网建设、电力市场监管和能源政策等方面的建议,旨在为分布式供能系统的长期稳定发展提供有益的参考。
关键词:分布式供能系统;电气设计;节能减排;能源利用引言随着能源消耗和环境污染日益严峻,全球范围内对源源不断的可再生能源的需求越来越迫切。
在这样的背景下,分布式供能系统应运而生,成为满足人们对清洁能源的渴求、减少能源浪费和环境污染的有效途径。
作为一种新型的电力供应模式,分布式供能系统与传统供能系统相比拥有更高的安全性、可靠性和可调节性等特点,可以更好地满足大众对电力需求的变化和个性化用电要求。
申能能源中心是一家致力于低碳化、全球化、市场化、技术创新的领先能源企业,该中心致力于构建智慧城市、智能化电网和清洁能源系统,推进能源消费科技革命和产业转型升级。
本文就结合申能能源中心分布式供能系统的电气设计与运用实例,探讨该系统在节能减排和能源利用方面所起到的重要作用。
一、分布式供能系统的产生背景和发展现状分布式供能系统因其能够满足居民、工业和商业用电的灵活性和可持续性需求,越来越被市场所青睐。
传统电力供应模式因其能量浪费、传输损失和环境污染等问题已经被市场所淘汰。
与之不同,分布式供能系统是基于可再生能源的分布式电源构成的,能够更好地利用当地的能源资源,减少能源的浪费和环境污染。
目前,许多国家和地区都在积极推动分布式供能系统的发展和应用。
例如,欧盟在制定能源政策时,提出了“三个20%”目标,即到2020年,将再生能源占总消耗量的比例提高至20%、将二氧化碳减排量降低至20%、将能源消耗降低至20%。
基于PSCAD的分布式电源VF控制(大论文)
本科毕业设计论文基于PSCAD的分布式电源VF控制摘要随着经济和技术的快速发展,以及各国对环境污染和气候问题的关注,目前我国的电网和发电系统也正需要进行一系列的改革。
国内外的研究表明,分布式电源技术是解决这个问题的有效手段之一。
分布式电源主要有微型燃气轮机、太阳能光伏、燃料电池以及风能发电等微型电源。
大部分的分布式电源需要通过逆变器接入电网。
分布式发电技术的运用,可以降低CO2的排放,减少环境污染,降低发电成本和改变越来越庞大的电网规模。
本文首先介绍了几种常用的分布式发电的原理、背景,分布式发电的概念及其在国内外的发展情况。
从分布式发电的类型及特点来看,采用电力电子技术的并网逆变器将被大量的应用于分布式发电中。
因此如何解决逆变器协调控制问题是分布式发电能够稳定运行的关键,也是本文研究的重点。
本文其次论述了SPWM调制理论,介绍了方波运行模式下,PWM控制输出电压大小和波形的基本原理,并介绍了三相逆变器的SPWM逆变器结构和控制,及PWM 逆变器调制信号的处理,同时也分析了影响SPWM逆变器性能的因素。
然后,本文由三相电压型逆变器主电路推导出控制的数学模型,通过分析dq坐标系下采用LC型滤波器的三相并网逆变器的数学模型,可以看出由于采用了 LC型滤波器,d 轴和q轴上的控制变量之间具有强耦合作用,因此需要通过状态反馈解耦来实现对频率电压的控制。
本文由d-q坐标轴下的数学方程,推出三相电压型逆变器的电压控制方程和框图,电流控制方程和框图,以此得出电压电流双环控制框图。
最后为验证所设计的并网逆变器各种参数的正确性及功率控制器的有效性,本文通过计算机常用仿真软件EMTDC/PSCAD进行仿真。
仿真结果验证了采用电压外环电流内环双环控制的有效性。
关键词:分布式发电,SPWM控制理论,三相桥式逆变器,电压电流双环控制,解藕控制,EMTDC/PSCAD仿真AbstractWith the rapid economic and technological development, as well as concerning on environmental pollution and climate issues, the power grid and power generation system of our country is in need of a series of reforms. Distributed generation is one of the best choices to solve this problem. Distributed generation encompasses a wide range of prime mover technologies, such as gas turbines, microturbines, photovoltaic, fuel cells and wind-power. Most distributed generation has an inverter to interface with the electrical grid system. These technologies have lower emissions and have the potential to have lower cost, thus negating traditional economies of scale.It introduces several common principles,background,concept and development at home and abroad of distributed power generation. From the type of distributed generation and characteristics, inverters based on power electronics technology will be widely used in distributed generation. So how to solve the inverter cooperative control is the key to stable operation of distributed generation,is also the focus of this study.This paper discusses the SPWM modulation theory, introduces the basic principles of output voltage amplitude and waveform to the PWM control in the square wave mode of operation,and introduced the structure of SPWM inverter and control of three-phase inverter and signal processing of PWM inverter modulation, and also analyzes the impact factors on the performance of SPWM inverter. Then, this article derives the mathematical model of control from three-phase voltage source inverter main circuit.Through the analysis of three phase grid-connected inverter mathematical model in dq coordinate system, control variable of d axis and q axis having strong effects coupling can be seen, thus we can achieve the frequency and voltage control by state feedback decoupling. In this paper, we can launch voltage ,current control equation and chart of inverter by mathematical equations of d-q coordinate axes, finally we concludes voltage and current dual loop control diagram.Finally, we used to using computer simulation software EMTDC / PSCAD to simulation,in order to verify that the inverter parameters of design is correct and the power controller is effective. The effectiveness of voltage outer loop current inner loop control is verified by the simulation results.Keywords:Distributed generation,SPWM control theory,Three-phase bridge inverter,V oltage and current dual-loop control,Decoupling control,EMTDC / PSCAD simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论.............................................. - 1 -1.1 分布式发电产生背景................................................................................. - 1 -1.2 课题研究的意义......................................................................................... - 1 -1.2.1 分布式发电定义............................................................................... - 2 -1.2.2 分布式发电对整个电力系统的影响............................................... - 2 -1.2.3 国内外分布式发电现状和前景....................................................... - 3 -1.3 分布式电源控制研究现状和趋势............................................................. - 3 -1.3.1 分布式电源控制研究现状............................................................... - 4 -1.3.2 分布式电源控制发展趋势............................................................... - 4 -1.4 本课选题依据和研究的主要内容............................................................. - 5 - 第2章 SPWM控制理论....................................... - 6 -2.1 引言............................................................................................................. - 6 -2.2 双极性SPWM调制理论原理................................................................... - 6 -2.3 逆变器的结构及工作原理......................................................................... - 7 -2.4 PWM逆变器调制信号的处理................................................................. - 10 -2.5 影响PWM 逆变器性能的因素.............................................................. - 10 -2.5.1 输出阻抗......................................................................................... - 10 -2.5.2 输出电压波形质量的影响因素..................................................... - 11 -2.6 LC型滤波器的设计 ................................................................................. - 12 -2.7 PWM逆变器的谐波分析......................................................................... - 13 - 第3章 SPWM逆变器控制技术研究............................. - 15 -3.1 引言........................................................................................................... - 15 -3.2 三相电压型逆变器主电路的数学模型分析........................................... - 15 -3.2.1 逆变器的主电路拓扑结构............................................................. - 15 -3.2.2 三相静止坐标系下的数学模型..................................................... - 16 -3.2.3 在d-q坐标系下的数学模型....................................................... - 17 -3.3 电压型逆变器控制系统设计................................................................... - 19 -3.3.1 电流内环控制系统设计................................................................. - 19 -3.3.2 电压外环的控制系统设计............................................................. - 20 -3.4 电压和电流的双环控制图....................................................................... - 22 - 第4章仿真结果.......................................... - 24 -4.1 主电路及其性能指标............................................................................... - 24 -4.1.1 仿真软件PSCAD简介.................................................................. - 24 -4.1.2 仿真电路......................................................................................... - 24 -4.1.3 各元件参数..................................................................................... - 27 -4.2 仿真结果................................................................................................... - 27 -4.2.1 空载运行......................................................................................... - 27 -4.2.2 负荷突变运行................................................................................. - 29 -4.2.3 带不对称负载运行......................................................................... - 30 -4.2.4 带非线形负荷运行......................................................................... - 31 -4.3 本章总结................................................................................................... - 32 - 结论................................................... - 34 -参考文献................................................ - 36 -致谢................................................... - 39 -第1章绪论1.1 分布式发电产生背景当今世界的电力系统都是以大机组、大电网、高电压为主要特征的单一供电系统,但是随着社会对电力供应的质量与安全可靠性要求的提高,人们发现大电网已经不能满足这种要求。
基于分布式电源供电系统充电站的研究与设计
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·92·文章编号:2095-6835(2016)17-0092-01基于分布式电源供电系统充电站的研究与设计乔 娜(国网榆林供电公司,陕西榆林 719000)摘 要:随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,汽车的使用范围越来越广,使用频率越来越高。
交通范围的扩大对环境造成了一定的影响,我国在坚持可持续发展的同时,要将社会发展与生活环境保护结合在一起。
由于传统的供电系统中存在许多问题,所以,对电源供电系统充电站的研究和设计提出了新想法,即分布式电源供电模式。
通过有效、合理的调整和利用相关设备,解决了我国电力方面存在的问题。
关键词:供电系统;充电站;分布式电源;可持续发展中图分类号:TM910.6 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.17.092随着社会经济的日益增长,人们的生活质量稳步提高,对电力方面提出的要求也越来越高。
电力建设与人们的生活紧密相关,从我国供电系统目前的发展情况来看,虽然取得了一定的进步,但仍然有很多需要解决的问题。
经过不断地探索、设计和研究发现,分布式电源供电模式能在一定程度上解决我国充电站建设中存在的问题,并取得了一些成果。
1 我国供电系统充电站的现状随着社会经济的全球化发展,需要将社会发展与环境保护紧密结合起来,走可持续发展的道路。
社会经济的迅速发展使得汽车数量不断增多,为环境带来了较大的负担。
针对这种情况,全面、详细地分析了我国供电系统充电站的发展现状。
传统的充电站中存在许多问题,而引发这些问题的原因是没有妥善管理供电系统充电站。
我国电力行业蓬勃发展,在设计供电系统的充电站时,要针对相关内容进行改良,提出分布式理念,从其分配结构、性质等方面入手。
这样做,不仅可以保证能量传递,还可以降低成本。
坚持可持续发展的原则,能够为我国电力系统的持续发展奠定了良好的基础。
分布式能源系统规划设计论文
分布式能源系统规划设计论文1系统优化规划软件1.1DER-CAMDER-CAM能够以微电网年供能成本(购电成本、燃料成本、分布式能源等年值成本及运行维护成本)最低和/或CO2排放量最低为优化目标进行单一或多重目标的优化规划,可确定微电网内部分布式能源最优的容量组合以及相应的运行方案。
目前该模型能够考虑光热、光伏、传统/新型发电机、CHP、热/电储能、热泵、吸取式制冷机、电动汽车等多种分布式能源和储能设施。
DER-CAM中负荷模型包括纯电负荷、冷负荷、冷冻负荷、供暖负荷、热水负荷、纯自然气负荷共6类。
1.2HOMER可再生能源互补发电优化建模(HybridOptimizationModelforElectric Renewable,HOMER)是由NREL资助开发的可再生能源混合发电经济-技术-环境优化分析计算模型,主要针对小功率可再生能源发电系统结合常规能源发电系统形成的混合发电系统进行优化。
HOMER以净现值成本(可再生能源混合发电系统在其生命周期内的安装和运行总成本)为基础,模拟不同可再生能源系统的规模、配置,在一次计算中能同时实现仿真、优化和灵敏度分析3种功能。
其优化和灵敏度分析算法,可以用来评估系统的经济性和技术选择的可行性,可以考虑技术成本的变化和能源资源的可用性。
其能够模拟系统的运行过程,供应全年每小时各种可再生能源的发电量及系统电力平衡状况;能够具体计算系统全年燃料、环境、牢靠性、电源、电网等各项成本;能给出不同限制条件下的最优化可再生能源发电规划方案。
HOMER的优点在于其机敏的系统建模力量,能够对多种可再生能源、发电技术进行建仿照真,储能模型考虑了飞轮、蓄电池、液流电池以及氢储能。
HOMER能够对并网型和独立型微电网系统进行建仿照真,支持基于全年8760h能量平衡仿真的系统容量优化以及参数灵敏度分析。
其应用范围广泛,适用于不同规模的系统,目前已在城市、海岛、村庄、社区、住宅等规模下的可再生能源规划及电网优化设计中得到应用。
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分布式电源系统设计论文
1分布式电源并网对电压分布的影响
配电系统的基本单元是馈线。
馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接,末端经低压降压变压器与用户相连。
我国馈线电压等级大多是10kV,每条馈线上线路成树状分布,以辐射形网络连接若干台配电变压器。
馈线的不同位置分布有若干负荷,这些负荷种类繁多,随机性大,要准确地描述比较困难。
为方便研究,文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。
考虑到配电网电压较低,线路长度较短,设定以下假设条件:各节点负荷三相对称,三相线路间不存在互感。
然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级,得出馈线模型。
分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平,其接入位置与节点电压幅值密忉相关。
相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置,对线路的电压分布产生的影响差别很大,接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大,越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。
因此,在配电网规划及分布式电源接入系统设计时,需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点,确定合理的控制方式,只有这样才能改善线路的电压质量,提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统
2.1分布式电源的分类
一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。
按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等,按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源;
按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联;按照并网容量分,可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。
小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等;大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介
微网是一个小型发配电系统,由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成,具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统,能够实现自我调节、控制和管理。
微网既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
从其内部看,微网是一个个小型的电力系统。
从外部看,微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。
微网系统如图3所示。
2.3将分布式电源组成不同类型的微网
目前,比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。
在城镇配电网中,风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷,对于这些小容量的分布式电源,采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统,通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率,使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。
针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况,根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量,该电量作为储能装置容量的一个约束条件,再考虑其他的约束条件,为微网配置容量合理的储能装置。
当出现发电出力大于负荷消耗功率时,将这部分电量存到储能装置中,在负荷功率高于发电出力时,再将这部分电量释放掉。
大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业,以实现热、电、冷三联供,这些企业的负荷稳定,易于预测。
微型燃气轮机的发电功率由用
户对供热和供冷的要求决定,发电功率也易于预测。
这样,以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。
将分布式电源纳入到微电网,并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种,有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题,给配电网的调度、运行带来的极大的方便。
2.4微电网接入系统方案
纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷,将其接入到配网馈线的中间至末端,可有效地改善配电网电压分布,降低配电网网损。
当微网内分布式电源突然故障或者失电时,由配电网对微网内的负荷进行供电,此时配电线路潮流增大,微网内的电压会发生跃变,如电压幅值变化超过用电设备允许值,将会对用电设备造成损坏。
针对这种情况,可以利用微网内的储能装置将存储的能量进行逆变,有效地支撑电压,避免产生电压跌落,减少电压波动,有效的保护用电设备。
当配电网失电时,微网自动脱网孤岛运行,孤岛的运行方式由微网内部自行控制,对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。
对于发电、负荷可控的微网,尤其是容量较大的,在配电网规划及接入系统设计时,需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响,需要进行充分的论证,必要时可采用专线接入系统,以确保配电的安全、可靠运行,充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。
3结束语
文章分析了分布式电源接入配网后对电压的影响,并根据分布式电源的不同性质,利用微电网技术,将分布式电源纳入到纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网,解决了分布式电源潮流不可控的难题,并在配网规划中,对这两类微网接入配网馈线的位置提出建议,达到了改善配电网电压分布、降低网损的作用。
影响分布式电源接入系统的因素很多,比如短路电流、继电保护、安全自动装置等,需要在今后继续研究。
另外大容量储能技术不成熟是制约分布式电源应用的关键因素,待大容量储能解决后,分布式电源将更加广泛的应用。