直流微电网 ppt课件
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5.独立性：微电网在一定条件下可以独立运行，在一定基础上保证了本地的 用电需求
发展微电网的意义：
1.可以提高电力系统的安全型和可靠性，有利于电力系统提高抗灾祸能力
2.可以促进可再生能源分布式发电的并网，有利于可再生能源的发展
3.可以提高供电可靠性和电能质量，有利于提高电网企业的服务水平
4.能够有效减少对集中式大型发电厂电力生产的依赖以及远距离电能传输、 多级变送的损耗，降低网损
控制任务： 1.电压、电流和频率满足并网要求
2.在并网运行状态下，维持直流母线电压恒定
3.为减少损耗，当直流微网能量平衡时，可处于空闲模式，其余情 况工作在逆变或整流模式
光伏单元变换输出自主控制
控制特点： 1.并网运行时，光伏单元式中工作在MPPT控制模式，向 直流微网输入最大功率 2.孤网运行时，实时监测母线电压，光伏单元依旧工作在 MPPT控制模式，当且仅当光伏输出严重过剩时，变换器 自主切换到恒压控制模式
大电网发生故障时，直流微网进入孤岛模式，直流母线电压 在此时表明DG输出总功率与负荷功率满足功率平衡
在孤岛平衡运行模式下，负荷需求和光伏单元输出功 率基本满足供需平衡
蓄电池单元自主切换至空闲状态，光伏单元接口变换器仍工 作MPPT控制状态
网内缺少平衡节点，直流母线电压允许在小范围内波动
交直流混合微电网：
2.多样性：微电源的组成多种多样，既有传统电源，又有可再生能源。同时， 微电网中也包含储能设备，做为系统稳定运行的必要条件，且负荷的类型也 很多，如：敏感型（对立）、可控型（对立）
3.可控性：根据运行情况不同，微电网可以选择不同的运行方式，成熟和完 善的控制策略使得微电网的可靠性提高
4.交互性：做为可以独立发电的微电网，在必要时对主网提供有力支持，相 反亦然
2.日本：微电网是指在一定区域内利用可控的分布式电源，根据用户需求提 供电能的小型系统。
3.欧盟：利用一次能源，使用微型电源，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
微电网的特点：
1.独特性：微电网由微型电源及负荷构成，是一个小型电力系统，与大系统 的主要区别在于其灵活性的可调度性
对于连接在馈线A上的敏感负荷，采用光伏电池供电；连接在B上的可中 断负荷，没有设置专门的微电源，而直接由配电网供电；连接在C上的可调节 负荷，采用燃料电池和微型燃气轮机混合供电。这样，对于敏感负荷和可调 节负荷都是采用双源供电模式，外部配电网故障时，馈线A、C上的静态开关 会快速运动使重要负荷与故障隔离且不间断向其正常供电，而对于馈线B上的 可中断负荷，系统则会根据网络功率平衡的需求，在必要时将其切除
微电网中既含有交流母线又含有直流母线，既可以直接向交流负荷供电 又可以直接向直流负荷供电。但是，从整体结构上看，仍可看作是交流微电 网，直流微电网可看作是一个独特的电源通过电力电子逆变器接入交流母线
微电网的控制模式：
1.主从控制 2.对等控制 3.分层控制（未知）
主从控制模式：
指在微电网处于孤岛模式时，其中一个DG（或者储能装置）采取定电压 和定频率控制（V/f），用于向微电网中的其他DG提供电压和频率参考，而其 它DG可采用定功率控制（PQ）。采用V/f控制的DG（或储能装置）控制器称 为主控制器，而其他DG的控制器成为从控制器，各从控制器将源自文库据主控制器 来决定自己的运行方式
微电网的基本结构：
图中包括3条馈线A、B、C和一条负荷母线。馈线通过主分隔装置（静态 开关）与配电系统连接，可实现孤网与并网运行模式间的平滑切换。该开关 点即PCC（公共连接点）所在位置，一般选择为配电变压器的原边侧或主网 与微电网的分离点。
微电网中的配置能量管理器和潮流控制器，前者可实现对整个微电网的 综合分析控制，后者可实现对微电源的就地控制。当负荷变化时，潮流控制 器根据本地频率和电压信息进行潮流调节，当地微电源相应增加或减少其功 率输出以保持功率平衡
适于采用主控制器控制的DG需要满足条件。在微网处于孤岛运行时，做 为从控制单元的DG一般为PQ控制，负荷变化主要由做为主控单元的DG来跟 随，因此要求其功率输出应能够在一定范围内可控，且能足够快地跟随负荷 的波动。在采用主从控制的微电网中，当微电网处于并网运行状态时，所有 DG一般都采用PQ控制，而一旦转入孤岛模式，则需要作为主控制单元的DG 快速由PQ控制模式转换为V/f控制模式，这就要求主控制器能够满足在两种控 制模式间快速切换的要求
直流微电网
1.微电网的概述 2.微电网系统结构特征 3.微电网系统的控制模式 4.微电网发展的关键技术 5.微电网的能量管理系统
微电网定义：
1.美国：微电网是一种由负荷和微型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 必须的控制；微电网相对于大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户 对电能质量和供电安全等的要求。
燃料电池单元变换器自主投切控制
控制特点： 1.优先级最低，通常处于空闲状态，避免燃料电池过早启动 2.当孤岛运行，负荷需求无法满足时，母线电压较低，燃料电 池投入使用，进行恒压输出
控制任务： 1.当且仅当孤岛运行，网内功率输出严重不足时，投入使用 2.避免母线电压过度跌落，甚至失衡
孤岛运行网内功率平衡控制
控制任务： 1.最大限度利用可再生能源 2.根据国内能量流动情况实现光伏单元输出自主切换
蓄电池单元双向DC/DC变换器自主充放电控制
控制特点： 1.并网运行时，采用三阶段充电法对蓄电池进行充电，可有 效避免过冲，且充电效率高 2.孤岛运行时，采取电压下垂控制法，控制蓄电池充放电
控制任务： 1.实现储能单元和母线间的能量双向流动 2.通过充放电调节直流微电网内部的功率平衡，稳定母 线电压
特点
实时监测母线电压，基于预设 电压阀值，自主选择系统运行
模式
并网双向DC/AC变换器自主 控制
控制特点： 1.采用双闭环控制，电压外环控制直流侧电压稳定，电流内环使交 流侧电流快速跟踪电压外环提供的电流参量
2.有功电流参量控制有功功率，同时实现直流母线电压的稳定控制
3.保证输出无功功率为0，实现单位功率因数控制，令无功电流参 量为0
直流微电网：
直流微网：
直流微网中不考虑无功功率流动， 有功功率波动直接影响母线电压 稳定型，母线电压是反应功率平
衡的唯一标准
电压与能量 协调
控制策略
实现直流微网稳定运行控制的 主要手段
目的
系统在实时运行中模式自主动 态切换，同步实现网内能量优 化协调和电压稳定控制要求
基于电压变 化量的分层
控制
发展微电网的意义：
1.可以提高电力系统的安全型和可靠性，有利于电力系统提高抗灾祸能力
2.可以促进可再生能源分布式发电的并网，有利于可再生能源的发展
3.可以提高供电可靠性和电能质量，有利于提高电网企业的服务水平
4.能够有效减少对集中式大型发电厂电力生产的依赖以及远距离电能传输、 多级变送的损耗，降低网损
控制任务： 1.电压、电流和频率满足并网要求
2.在并网运行状态下，维持直流母线电压恒定
3.为减少损耗，当直流微网能量平衡时，可处于空闲模式，其余情 况工作在逆变或整流模式
光伏单元变换输出自主控制
控制特点： 1.并网运行时，光伏单元式中工作在MPPT控制模式，向 直流微网输入最大功率 2.孤网运行时，实时监测母线电压，光伏单元依旧工作在 MPPT控制模式，当且仅当光伏输出严重过剩时，变换器 自主切换到恒压控制模式
大电网发生故障时，直流微网进入孤岛模式，直流母线电压 在此时表明DG输出总功率与负荷功率满足功率平衡
在孤岛平衡运行模式下，负荷需求和光伏单元输出功 率基本满足供需平衡
蓄电池单元自主切换至空闲状态，光伏单元接口变换器仍工 作MPPT控制状态
网内缺少平衡节点，直流母线电压允许在小范围内波动
交直流混合微电网：
2.多样性：微电源的组成多种多样，既有传统电源，又有可再生能源。同时， 微电网中也包含储能设备，做为系统稳定运行的必要条件，且负荷的类型也 很多，如：敏感型（对立）、可控型（对立）
3.可控性：根据运行情况不同，微电网可以选择不同的运行方式，成熟和完 善的控制策略使得微电网的可靠性提高
4.交互性：做为可以独立发电的微电网，在必要时对主网提供有力支持，相 反亦然
2.日本：微电网是指在一定区域内利用可控的分布式电源，根据用户需求提 供电能的小型系统。
3.欧盟：利用一次能源，使用微型电源，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
微电网的特点：
1.独特性：微电网由微型电源及负荷构成，是一个小型电力系统，与大系统 的主要区别在于其灵活性的可调度性
对于连接在馈线A上的敏感负荷，采用光伏电池供电；连接在B上的可中 断负荷，没有设置专门的微电源，而直接由配电网供电；连接在C上的可调节 负荷，采用燃料电池和微型燃气轮机混合供电。这样，对于敏感负荷和可调 节负荷都是采用双源供电模式，外部配电网故障时，馈线A、C上的静态开关 会快速运动使重要负荷与故障隔离且不间断向其正常供电，而对于馈线B上的 可中断负荷，系统则会根据网络功率平衡的需求，在必要时将其切除
微电网中既含有交流母线又含有直流母线，既可以直接向交流负荷供电 又可以直接向直流负荷供电。但是，从整体结构上看，仍可看作是交流微电 网，直流微电网可看作是一个独特的电源通过电力电子逆变器接入交流母线
微电网的控制模式：
1.主从控制 2.对等控制 3.分层控制（未知）
主从控制模式：
指在微电网处于孤岛模式时，其中一个DG（或者储能装置）采取定电压 和定频率控制（V/f），用于向微电网中的其他DG提供电压和频率参考，而其 它DG可采用定功率控制（PQ）。采用V/f控制的DG（或储能装置）控制器称 为主控制器，而其他DG的控制器成为从控制器，各从控制器将源自文库据主控制器 来决定自己的运行方式
微电网的基本结构：
图中包括3条馈线A、B、C和一条负荷母线。馈线通过主分隔装置（静态 开关）与配电系统连接，可实现孤网与并网运行模式间的平滑切换。该开关 点即PCC（公共连接点）所在位置，一般选择为配电变压器的原边侧或主网 与微电网的分离点。
微电网中的配置能量管理器和潮流控制器，前者可实现对整个微电网的 综合分析控制，后者可实现对微电源的就地控制。当负荷变化时，潮流控制 器根据本地频率和电压信息进行潮流调节，当地微电源相应增加或减少其功 率输出以保持功率平衡
适于采用主控制器控制的DG需要满足条件。在微网处于孤岛运行时，做 为从控制单元的DG一般为PQ控制，负荷变化主要由做为主控单元的DG来跟 随，因此要求其功率输出应能够在一定范围内可控，且能足够快地跟随负荷 的波动。在采用主从控制的微电网中，当微电网处于并网运行状态时，所有 DG一般都采用PQ控制，而一旦转入孤岛模式，则需要作为主控制单元的DG 快速由PQ控制模式转换为V/f控制模式，这就要求主控制器能够满足在两种控 制模式间快速切换的要求
直流微电网
1.微电网的概述 2.微电网系统结构特征 3.微电网系统的控制模式 4.微电网发展的关键技术 5.微电网的能量管理系统
微电网定义：
1.美国：微电网是一种由负荷和微型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 必须的控制；微电网相对于大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户 对电能质量和供电安全等的要求。
燃料电池单元变换器自主投切控制
控制特点： 1.优先级最低，通常处于空闲状态，避免燃料电池过早启动 2.当孤岛运行，负荷需求无法满足时，母线电压较低，燃料电 池投入使用，进行恒压输出
控制任务： 1.当且仅当孤岛运行，网内功率输出严重不足时，投入使用 2.避免母线电压过度跌落，甚至失衡
孤岛运行网内功率平衡控制
控制任务： 1.最大限度利用可再生能源 2.根据国内能量流动情况实现光伏单元输出自主切换
蓄电池单元双向DC/DC变换器自主充放电控制
控制特点： 1.并网运行时，采用三阶段充电法对蓄电池进行充电，可有 效避免过冲，且充电效率高 2.孤岛运行时，采取电压下垂控制法，控制蓄电池充放电
控制任务： 1.实现储能单元和母线间的能量双向流动 2.通过充放电调节直流微电网内部的功率平衡，稳定母 线电压
特点
实时监测母线电压，基于预设 电压阀值，自主选择系统运行
模式
并网双向DC/AC变换器自主 控制
控制特点： 1.采用双闭环控制，电压外环控制直流侧电压稳定，电流内环使交 流侧电流快速跟踪电压外环提供的电流参量
2.有功电流参量控制有功功率，同时实现直流母线电压的稳定控制
3.保证输出无功功率为0，实现单位功率因数控制，令无功电流参 量为0
直流微电网：
直流微网：
直流微网中不考虑无功功率流动， 有功功率波动直接影响母线电压 稳定型，母线电压是反应功率平
衡的唯一标准
电压与能量 协调
控制策略
实现直流微网稳定运行控制的 主要手段
目的
系统在实时运行中模式自主动 态切换，同步实现网内能量优 化协调和电压稳定控制要求
基于电压变 化量的分层
控制