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交直流混合微电网中双向功率变流器的新控制策略_唐磊

交直流混合微电网中双向功率变流器的新控制策略_唐磊
交直流混合微电网中双向功率变流器的新控制策略_唐磊

微电网并离网控制策略研究及实现

微电网并离网控制策略研究及实现 任洛卿,唐成虹,王劲松,黄琦 南瑞集团公司(国网电力科学研究院), 江苏省南京市211106 The Research and Implementation of Micro-grid's Grid-connected & Off-Grid Control Strategy Ren Luoqing, Tang Chenghong, Wang Jinsong, Huang Qi NARI Group(SGEPRI), Nanjing, Jiangsu 210003 ABSTRACT: This paper analyzes the network structure and operation modes of micro-grid and proposes a method of grid-connected & off-grid control strategy, which is based on fast fault detection and pattern recognition. Improved half-wave Fourier algorithm is used to carry out fast protection computation of the characteristic value so as to implement fast fault detection. The characteristic value is described by logical expressions and its real-time value is used to identify the current running mode and as the criterion to implement smooth switching control between the grid-connected mode and off-grid mode. So far, this method has been successfully applied in Luxi island micro-grid demonstration project. KEY WORD: micro-grid; fast fault detection; pattern recognition; coordinated control strategy 摘要: 本文对微电网组成结构及运行模式进行分析研究,提出了故障快速检测和运行模式识别的微电网并离网控制策略方案。故障快速检测以改进的半波傅里叶计算为基础,通过对微电网特征量的快速保护运算,实现故障的快速检测。微电网并离网平滑切换控制实现方法,将微电网特征量以逻辑表达式的形式进行描述,通过读取微电网特征变量实时值,识别出微电网当前运行模式,实现微电网并离网平滑切换。目前该方法已经成功应用于鹿西岛微电网示范工程。 关键词: 微电网;故障快速检测;模式识别;协调控制策略 1 引言 微电网由分布式发电、负荷、储能等部分组成,一般与中低压配电网相连,是一种可以运行在并网模式或离网模式的小型配电网系统。随着分布式发电技术的发展,分布式电源数量快速增长。智能微源、节能降耗、提高供电质量的目的[1],因此微电网是处理大规模分布式发电接入电网的必然选择,微电网技术的发展对未来坚强电网的发展起着至关重要的作用[2-3]。 微电网有并网和离网两种状态。当电网发生故障时,微电网可离网运行,进入独立的孤岛状态。然而在微电网的发展中,微电网的运行控制尤其是并离网切换控制具有一定的难度。当电网发生故障时,分布式发电和储能设备的电力输出与实际负荷的电力需求很可能不平衡,造成大量电能缺额或电能过剩。此时需要迅速进行判断并进行相应的调节控制,使微电网能够平滑切换至离网状态运行。 现有的微电网并离网切换控制装置一般是针对特定并网方式设计,而离网控制操作过程需要人工参与[4-6],无法自动适应微电网运行方式,很难做到并离网平滑切换控制。因此,研究微电网并离网平滑切换控制策略实现方法[7-12]是保证微电网安全高效运行的迫切需求。 本文对智能微电网的并离网控制策略进行了研究,提出了包括基于快速保护运算的故障检测技术和基于模式自识别的协调控制方法。这些新技术组成的微电网并离网控制策略,使微电网可以在并网和离网模式间实现平滑切换,同时保证重要负荷的持续供电。 2 快速故障检测技术 快速的故障判断是微电网的并离网切换控制的重要基础,而更快速的故障判断需要在更短时间内完成保护量的运算。 传统的全波傅里叶变换是电力系统中经常使用的保护计算方法。 传统计算方法公式如下: N -1 电网作为智能电网的重要部分,能灵活有效地运用分布式发电和储能设备,达到最大化接纳分布式电 2 a n =x n N =0 sin(nπ 2π ) N 4∑ N

(精编)电网调度控制管理规程

(精编)电网调度控制管理规程 电网调度控制管理规程 电网调度控制管理规程(DOC 195页 江西电网调度控制管理规程 国网江西省电力公司 二〇一五年四月

批准:谭永香 复审:刘镭 审核:段惠明王和春万源郭玉金 初审:王虎应忠德孙恭南 主要编写人员: 周栋梁叶菁叶钟海刘昕晖杜中剑伍太萍董欢欢郭国梁殷齐万玄玄杨峰余笃民文峰程正袁彦李小锐丁国兴陈红熊建华谌艳红李华勇马伊平段志远李峥山梁文莉王凯金学成邹根华宿昌邹绍平罗诚王文元

目录 第一章总则 ....................................................................... 1...........................................第二章调控管辖范围及职责 ........................................... 3...........................................第三章调度管理制度 ..................................................... 10...........................................第四章电网运行方式管理 ............................................. 13...........................................第五章调度计划管理 ..................................................... 19...........................................第六章输变电设备投运管理 ......................................... 28...........................................第七章并网电厂调度管理 ............................................. 31...........................................第八章电网频率调整及调度管理 ................................. 34...........................................第九章电网电压调整和无功管理 ................................. 36...........................................第十章电网稳定管理 ..................................................... 42...........................................第十一章调控运行操作规定 ......................................... 49...........................................第十二章故障处置规定 ................................................. 67...........................................第十三章电保护和安全自动装置管理......................... 96...........................................第十四章调度自动化及通信管理 ............................... 100...........................................第十五章清洁能源调度管理 ....................................... 106...........................................第十六章设备监控管理 ............................................... 112...........................................第十七章备用调度管理 ............................................... 114...........................................附录1:江西电网省调调管电厂设备.......................... 116...........................................附录2:江西电网220千伏变电站调管范围划分...... 121...........................................附录3:江西电网220千伏线路调管范围划分.......... 125...........................................附录4:江西电网省调调度许可设备.......................... 135...........................................附录5:江西电网委托调度设备 .................................. 136...........................................附录6:江西电网设备命名和编号原则...................... 137...........................................附录7:江西电网调度术语 .......................................... 141...........................................附录8:导线允许的长期工作电流 .............................. 189...........................................附录9:220千伏及以下变压器事故过载能力........... 191...........................................

交直流混合微电网关键技术研究

交直流混合微电网关键技术研究 本文是中新国际合作项目“含分布式电源的微电网运行与优化控制的合作研究”(2010DFB63200)的主要研究内容之一,它针对当今中国日益加剧的环境污染、日趋匮乏的一次能源及低效的可再生资源利用率而提出的。交直流混合微电网(Hybrid Micro-grid)为解决大电网的很多问题带来了巨大便利和契机,同时也 为各种分布式电源的高效利用提供新的思路。 近几年国内外学者对交直流混合微电网相关课题进行了大量研究,很多方面已取得一定成果。然而,交直流混合微电网是极其复杂的配电网形式,整个系统的协调控制、系统的经济性、系统的可靠性及优化配置等方面均存在很多问题,技术尚不成熟。 因此,对交直流混合微电网上述存在问题等关键技术的研究具有重要的理论价值和现实意义。针对交直流混合微电网存在的上述问题,本文采用理论分析、结构建模、仿真及实验相结合的方法,从控制策略,经济性、效率及优化配置等方面对交直流混合微电网进行了深入研究。 主要研究内容如下:搭建交流、直流及交直流混合微电网的模型结构,并详细分析三种微电网的工作原理。分析比较混合微电网常用的P/Q控制、V/f控制和Droop控制三种控制方式,指出了其使用场合,描绘了各自的下垂曲线并详细分 析研究了它们的控制原理,以仿真对其原理进行验证。 针对传统下垂控制按微电源额定功率比例分配功率的问题,在建立发电单元成本函数的基础上,提出了改进的最大成本线性下垂控制函数,即最大发电成本 与最小频率及最大发电成本与电压的关系。搭建实验电路,对于各个微源,验证发电功率与成本的反比关系;对于微电网,验证频率波动小、运行稳定及发电成本小。

微电网的功率控制系统设计

‘自动化仪表“第35卷第12期 2014年12月 山西省科学技术发展计划基金资助项目(编号:20130321025-03);太原科技大学博士科研启动基金资助项目(编号:20122018)三修改稿收到日期:2014-06-17三 第一作者张文煜(1989-),男,现为太原科技大学电气工程专业在读硕士研究生;主要从事新能源发电以及并网技术的研究三 微电网的功率控制系统设计 Design of the Power Control System for Micro-grid 张文煜 刘立群 杨 凯 (太原科技大学电子信息工程学院,山西太原 030024) 摘 要:目前,分布式电源应用范围逐渐扩大,由多个分布式电源组成的微电网作为电力系统的重要补充越来越受到重视,微电网运行的稳定性是目前的研究重点三分析了微电网在并网运行模式下的PQ 控制策略,以及微电网在独立运行模式下的V /f 控制策略,给出了PQ二V /f 两种控制策略的Matlab /Simulink 仿真模型;论述了各个子模块的建立方法,给出了控制器参数的设计方法三最后通过仿真算例,验证了模型的正确性和控制方法的有效性三 关键词:微电网 分布式电源 PQ 控制 V /f 控制 Matlab /Simulink 电力系统 控制器中图分类号:TP202 文献标志码:A Abstract :At present ,the application scope of distributed power supply is gradually expanding ,as the important supplement of the electric power system ,the micro-grid composed of multiple distributed power suppliers is receiving increasing attention ,while the operation stability of the micro-grid becomes the research focus.The PQ control strategy of micro-grid under grid-connected operation mode ,and the V /f control strategy of micro-grid under grid-disconnected operation mode are analyzed ;the Matlab /Simulink simulation models of PQ and V /f control strategies are given.The establishing method of each sub module is expounded ,and the design method of controller parameter is given.Finally the correctness of the model and the effectiveness of the control method are verified through simulation examples. Keywords :Micro-grid Distributed power supply PQ control V /f control Matlab /Simulink Electric power system Controller 0 引言 随着国民经济发展,电力需求与日俱增,但目前我国发电形式仍以煤炭发电为主,对煤炭的过度开采将导致煤炭资源迅速枯竭,而利用此类一次能源时将对环境产生极大的污染三因此,对清洁能源的利用迫在眉睫三为了应对并解决上述问题,太阳能二风能等新能源发电应运而生并迅速发展,分布式电源的大量推广解决了电力供应紧张的问题三同时,对微电网结构的研究以及对其控制也受到了人们的重视三 目前,不同国家以及研究机构对微电网的定义各不相同,但不论哪种定义,其相同之处都是:微电网是将分布式电源以及负荷作为一个整体,形成可控的二既可与大电网并网运行也可以独立运行的部分配电网三微电网中的分布式电源优点较多:对安装环境要求低,系统运行的可靠性高;分布式电源大部分采用的是清洁能源发电技术并且配备电力电子装置进行系统控制, 因而能源利用效率比较高三综上所述,未来电力系统的发展趋势将离不开微电网与分布式发电,分布式发电也将作为电力系统的有力补充存在三目前,对微电网的控制主要集中在对逆变器接口的控制上三控制策略主要有以下三种:PQ 控制二V /f 控制和下垂控制三本文主要对前两种控制进行研究三 1 微电网的结构 微电网的结构比传统大电网的结构灵活很多,典型的微电网结构如图1所示 三 图1 典型微电网结构 Fig.1 Structure of the typical micro-grid 图1中,A 二B 二C 是三条放射型的馈线三其中线路A 带有敏感负荷,并且有光伏发电作为分布式电源;馈线B 上带有可调节负荷,安装燃气轮机以及燃料电池作为分布式电源;馈线C 带有非敏感负荷,当微电网 3 1微电网的功率控制系统设计 张文煜,等

交直流混合微电网结构分析与研究

交直流混合微电网结构分析与研究 微电网通过运用各种分布式可再生能源,已成为现代电网重要组成部分。而交直流混合微电网,有效解决分布式电源容量瓶颈以及间歇性接入问题,并具有一定的错峰填谷功能,使其供电可靠性及其电能质量进一步提高,符合电力发展需求。 标签:交直流混合;微电网;分布式电源;储能系统 1 概述 随着电网技术的发展,与大电网相比,交直流混合微电网结构更加灵活方便,可控性强,并且更加稳定和安全,已成为现代大电网的重要组成部分。对于近端或者重要用户,微电网可实现自行完成供电服务,从而满足用户多样化需求;而对于重要负荷,交直流混合微电网供电更加可靠和安全,可有效减少大电网供电的不稳定性,确保电能质量,可有效降低由大电网供电故障引起的经济损失,从而降低大电网的建设成本投入,故具有良好经济和社会效益。同时,微电网能够有效地调节大电网峰值,并且可以避免增加发电装机容量所引起的高额成本,可以有效改善峰谷差值。 2 交直流混合微电网电源 2.1 燃料电池 燃料电池作为一种常见的分布式电源,其能量转换方式和普通电池相似,结构主要包括电解质、电极和联接电池正负极的端部设备,反应过程能量遵循从化学能到电能的转化。在燃料电池反应过程中,内部物质并不是静止不动的,正式由于燃料不间断的流向负电极,而空气不断的流向正电极,从而形成一个循环,需要在电极表面添加催化剂,经过催化剂的作用,燃料和水将会发生化学反应,在其反应过程中主要是氢气和氧气在催化剂的作用下从而生成水,由于电子是可以在水中运动的,电子的定向移动会形成一定的轨迹,而大量电子的移动便形成封闭电路,从而形成电流。不会对环境产生污染,推广应用前景广阔。 2.2 光伏电池 太阳能是地球上最基本、最常见的可再生能源,相对于当前的人类社会发展,太阳可看作是人类永恒的能量来源,其实质就是传递到地球上的电磁能能够被人类储存和使用。在当前,太阳能发电主要分为并网运行和离网运行两种工作方式,其中并网运行方式是当前主要的研究方向。并网光伏发电系统主要包括光伏阵列模块(又称太阳能电池板)、控制器与逆变器等三部分。 2.3 风能电池

山西电网调度控制管理规程(终稿)

山西电网调度控制管理规程 国网山西省电力公司 二零一五年一月

批准:王礼田 复审:陈佩琳梁建伟 审核:张军六王晓林曹明德王生明穆广祺卢永平续建国赵泰峰张涛田俊杰李鸣镝郭一兵初审:赵兴泉李明刘洋杨宇尉镔武志宏张伟王其兵李宏杰赵李宏樊丽琴潘捷 边江赵俊屹安成万张建伟罗韬慕国行 张秀丽郝春娟李玺印李国华王忠 主要编写人员:谢毅包磊韩鹏任建云赵园边伟杨帅罗宏超王越刘志良杨大春 田浩贺卫华常亮亮刘雷张超杨林 郭庆李俊午焦军军李宁令狐进军刘国瑞 张沁白晨皓杨子成冯李军马小波冯维明 阮军鹏南晓强王小昂贺鹏齐芸芸王中杰 王海滨薛志伟石文章李远侯亮张家玮 杨超颖 (本规程从批准之日起执行,原调度规程作废)

目录 第1章总则 (1) 第2章调控管辖范围及职责 (3) 第3章调控运行管理 (10) 第4章电网运行方式管理 (17) 第5章调度计划管理 (20) 第6章电网频率调整调度管理 (28) 第7章电网电压调整和无功管理 (32) 第8章电网稳定管理 (39) 第9章新设备投运管理 (44) 第10章并网电厂调度管理 (48) 第11章清洁能源调度管理 (53) 第12章继电保护和安全自动装置管理 (62) 第13章调度自动化及通信管理 (66) 第14章设备监控管理 (70) 第15章安全及应急管理 (77) 第16章配网抢修指挥管理 (82) 第17章调控运行操作规定 (85) 第18章故障处置规定 (101) 附录电网调度术语 (118)

第1章总则 1.1 为适应特高压大区联网运行和山西电网运行与管理的需要,保证电网安全、优质、经济运行,依据《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例》、《国家电网调度控制管理规程》和有关法律、法规,制定本规程。 1.2 电网调度系统包括各级电网调度控制机构(以下简称调控机构)、厂站运行值班单位(部门)及输变电设备运维单位(部门)。调控机构是电网运行的组织、指挥、指导、协调机构,电网调控机构分为五级,由上至下依次为:国家电力调度控制中心(以下简称国调),国家电力调度控制分中心(以下简称分中心),省(自治区、直辖市)电力调度控制中心(以下简称省调),地市(区、州)电力调度控制中心(以下简称地调),县(市、区)电力调度控制中心(以下简称县调)。 1.3 各级调控机构在电网调控业务活动中是上下级关系,下级调控机构必须服从上级调控机构的调度指挥。厂站运行值班单位及输变电设备运维单位,必须服从调控机构的调度。 1.4 山西电网调度系统包括本省各级电网调控机构和电网内发电厂、变电站(简称“厂站”)的运行(运维)值班单位。由上至下依次分为:省调,地调,县调。 1.5 山西电网运行实行“统一调度、分级管理”的原则。各级调控机构依照国家法律、法规和有关规定,行使本级电力调度控制管理职能。 1.6 本规程适用于山西电网的调控运行、电网操作、故障处置和调控业务联系等涉及调控运行相关的各专业的活动。 1.7 本规程是山西电网调度系统调控运行管理工作的基本依据,凡属山西电网统一调度的发电、供电、用电企业,必须遵守本规程;非电网调度系统人员凡涉及山西电网调控运行的有关活动也均须遵守本规程。各运行单位的现场规程、规定等与本规程相抵触者,均应根据本规程予以修订,若有关条款涉及省调管理权限时,必须事先得到相应认定。 1.8 任何单位和个人不得非法干预电力调度活动,调度系统的值 — 1 —

交直流混合微电网的规划设计_王红阳

(河南开封供电公司,开封 475000) 摘 要:由于交直流混合微电网可以减少多重变换器运行所产生的损耗、谐波电流,同时能够提高系统的经济性、可靠性,所以现在已成为当今微电网的主要发展方向。笔者将从电压等级、接地方式、母线结构和网络拓扑等角度,探讨交直流混合微电网的规划设计,以供有意对交直流混合微电网进行深入研究的专家学者参考。 关键词:交直流混合微电网 规划设计 网络拓补 示范工程 前言 目前,社会在能源需求不断增加的同时,环境保护的概念越来越强烈。结合电网结构在发展过程中的一些问题,微电网作为一种新型模式不断发展起来。微电网从供电方式以及网架结构的角度进行分类,有交流微电网、直流微电网以及交直流混合微电网三种类型。交直流混合微电网是当前发展环境下最主流的一种。虽然其运用广泛,但是分布式电源并联接入时带来的谐振、谐波等问题还需得到进一步分析研究来解决。和交流微电网相比,直流微电网的优势主要在于不需考虑各DG之间的同步问题。因此,可以看出,直流微电网的优势主要体现在环流抑制上。另外,直流微电网的另一个优点是,它只需要在和主网连接的地方应用逆变器即可,使得系统成本包括相关损耗降低。 现在,智能电网正在以其可持续性以及对环境的改善作用,作为当今社会提供高质量的、可靠电能的建设理念,获得了人们的认可。其特点主要在于能够便捷地将不同的储能系统、交直流发电系统以及不同的交直流负载进行连接,从而使运行效率达到最大化。直流微电网以及交流微电网在这种背景下,则有明显的不足之处。因此,为了降低纯粹的交流、直流微电网在实际运用中的多种弊端,交直流混合微电网应运而生。 1 交直流混合微电网的电压等级分类 1.1 交流子微电网电压等级 目前,交流微电网并没有严格固定的电压等级相关标准。所以,分布式电源容量是目前部分微电网工程圈定电压等级的主要判断标准。主要有以下几点:如果电源的总容量在0.2MW及以下,那么并网电压就要处在0.4KV水平;如果电源的总容量是0.2MW到8MW之间,那么并网电压就要处在10KV水平;在并网电压处于35KV时,电源总容量是在8MW到30MW之间;当网电压就要处于110KV水平时,其电源总容量则需要在30MW及以上。 微电网还处理发展研究阶段, 6.6KV/200V,通过双向变流器可转 是我国使用的唯一单相电压有效值, ~400V则是直流母线的电压范围。目前,380V是得到了国际相关标准认可的电压。这项标准确定的根据来自美国数据中心的直流配电,而且进行了严密的可行性研究,符合我国居民直流供电系统。 2 交直流混合微电网的母线结构 交流微电网母线结构是由单母线、单母分段、双母线等多种接线方式完成的,与交流配电网的连接方式很相像。通常而言,直流微电网的母线结构不同于交流微电网的母线结构。直流微电网母线的结构包括单母线结构、双母线结构、双层式母线结构以及冗余式母线结构。 2.1 单母线结构 一般来说,单母线结构的直流微电网和现存的交流接线板等相关的转接设备都可兼容。假如给低压设备供电,如计算机,那么变流器的电压应力就会增大。考虑到这种情况,在进行输电时,应该对每个低压电子设备配置电源适配器。 2.2 双层式母线结构 双层式母线结构是利用分层设计的原理重新调整了单母线结构。一般来说,一级母线的电压比较高,二级母线的电压比较低。双层式母线结构主要是运用当住宅流入高直流电压等级的母线后,高直流电压通过变换器进行转化,从而转换为较低的电压等级。相比而言,这种双层式母线结构更加适用含有多种电压等级的电力设备。 2.3 双母线结构 实现与目前存在的转接设备的相互兼容,同时也能够完成较为复杂的电力输送工作,即完成较高程度的工作是具备双母线结构的直流微电网的重要特点之一。但是,这种结构存在着一定的缺点。在电源侧变流器具体运作时,主从母线之间电压关系需要通过均衡才能完成工作。所以,在具体设备如储能装置、连接电网与分布式电源的变流器拓扑和传统拓扑结构上,都有具体的不同之处。 2.4 冗余式的母线结构 通常情况下,冗余式的母线结构会运用在要求较高质量的电能的配电区,如飞机、船舶、数据中心等相应的供电系统。一般情况下,施工人员会采取通过使用两条母线的方法来确保供电的可靠性,其中一条是带电的,另一条则为备用的。当然,虽然这种方法提高了母线结构的可靠性,但同时也增加了相应的投资成本。 3 交直流混合微电网的接地方式 一般来说,系统的性能、相应的保护方案的配置都会 DOI:10.16107/https://www.doczj.com/doc/447244568.html,ki.mmte.2016.0156

【管理制度】电网调度控制管理规程(DOC 195页)

【管理制度】电网调度控制管理规 程(DOC 195页) 部门: xxx 时间: xxx 整理范文,仅供参考,可下载自行编辑

江西电网调度控制管理规程 国网江西省电力公司 二〇一五年四月

批准:谭永香 复审:刘镭 审核:段惠明王和春万源郭玉金 初审:王虎应忠德孙恭南 主要编写人员: 周栋梁叶菁叶钟海刘昕晖杜中剑伍太萍董欢欢郭国梁殷齐万玄玄杨峰余笃民 文峰程正袁彦李小锐丁国兴陈红 熊建华谌艳红李华勇马伊平段志远李峥山梁文莉王凯金学成邹根华宿昌邹绍平 罗诚王文元

目录 第一章总则 (1) 第二章调控管辖范围及职责 (3) 第三章调度管理制度 (10) 第四章电网运行方式管理 (13) 第五章调度计划管理 (19) 第六章输变电设备投运管理 (28) 第七章并网电厂调度管理 (31) 第八章电网频率调整及调度管理 (34) 第九章电网电压调整和无功管理 (36) 第十章电网稳定管理 (42) 第十一章调控运行操作规定 (49) 第十二章故障处置规定 (67) 第十三章电保护和安全自动装置管理 (96) 第十四章调度自动化及通信管理 (100) 第十五章清洁能源调度管理 (106) 第十六章设备监控管理 (112) 第十七章备用调度管理 (114) 附录1:江西电网省调调管电厂设备 (116) 附录2:江西电网220千伏变电站调管范围划分 (121) 附录3:江西电网220千伏线路调管范围划分 (125) 附录4:江西电网省调调度许可设备 (135) 附录5:江西电网委托调度设备 (136) 附录6:江西电网设备命名和编号原则 (137) 附录7:江西电网调度术语 (141) 附录8:导线允许的长期工作电流 (189) 附录9:220千伏及以下变压器事故过载能力 (191)

交直流混合微电网关键技术研究综述

交直流混合微电网关键技术研究综述 发表时间:2016-12-14T15:30:01.123Z 来源:《电力设备》2016年第19期作者:曹景洲张磊 [导读] 微电网是未来智能电网发展不可或缺的重要元素。 (1.国网甘肃省电力公司合水县供电公司甘肃合水 745400; 2. 国网甘肃省电力公司庆城县供电公司甘肃庆城 745100) 摘要: 微电网是未来智能电网发展不可或缺的重要元素,其发展对实施国家可持续发展的能源战略及推动电力系统的良性发展有积极地推动作用。本文首先对微电网领域在交直流混合微电网的结构﹑网络拓扑、稳定控制等几个方面的相关研究现状进行了分析与归纳;然后对交直流混合微电网在电力领域的发展进行了总结与展望。 关键词:交直流混合微电网;网络拓扑;光伏发电;控制策略;蓄电池储能 引言 21世纪,随着科技与经济的高速发展,电力系统在电网结构方面的发展局限性越来越明显。分布式可再生能源发电系统及微电网技术的应用为优化电网结构提供了一条新的发展思路,微电网是未来分布式能源发电系统的一种新的发展模式,是未来智能配用电系统的关键部分,对促进环境保护和能源可持展略的实施具有重要意义。 1、交直流混合微电网的结构 目前,交直流混合微电网是一种最优的组网形式,交直流混合微电网较于简单的交﹑直流微电网简化了变换环节与变换装置,提高了整个电网运行系统的安全性、经济性、高效性和可靠性。为了减少微网中电力电子器件的使用,减小损耗,提高微网系统的综合利用效率。各国相继开展了对含有交流母线和直流母线的交直流混合微网的研究。交直流混合微网能够继承传统微网的优点,且相对于单一的交流或直流微网,交直流混合微电网具有如下特点:1)其母线由交流和直流两根母线组成,直流元件和交流元件分别连接在直流母线和交流母线上,通过双向 AC/DC 变流器实现交﹑直流之间的相互转换,这种组网形式有效的减少 AC/DC、DC/AC 等变流器的使用,降低了电力系统建设成本,并减轻了系统中谐波电流对电网的不利影响。2)既可以直接向交流负载供电,又可以直接向直流负载供电,日常生活中的直流用电设备可直接或者通过变换器与直流母线相连,交流用电设备可直接与交流母线相连。这样能够有效的降低变流器装置的使用率,缩减了电器体积与电器制造成本。3)交直流混合微电网存在并网模式和孤岛模式两种运行模式,各子系统可独立运行也可协调运行,且交、直流子系统间功率可双向流动。4)大量降低了整流、逆变装置的使用率,提高系统的灵活性﹑高效性﹑可靠性和经济性。 2、交直流混合微电网的网络拓扑结构 微电网的网络拓扑结构一般由分布式电源﹑负荷类型和微电网并网接口等关键信息组成。随着智能电网的发展,微电网运行过程中电压的稳定性、系统潮流控制能力以及不同运行模式切换时负荷分配等问题越来越凸显。合理的微电网拓扑结构在一定程度上能够有效的提高微电网接入低压配电网的安全性与灵活性。大多数交流微网的网架结构都具有相似性,多采用辐射状网架结构。储能装置、分布式能源发电装置等交流负荷大多是通过电力电子装置与交流母线连接。微电网并网运行和孤岛运行两种模式之间的切换是通过控制公共连接点处的开关实现的。 直流微电网的拓扑结构有三种,分别是双端供电式、单端供电式和环网供电式。单端供电式结构适用于负荷较低、供电范围较小的场所。双端供电式结构则一般运用在有较高负荷供电需求的场所。环网供电结构具有供电范围广、可靠性高等诱人优势,但其前期投资巨大,且仍有网络结构复杂、系统控制难度大、故障识别以及保护配合难度较大等关键性问题有待解决。 3、一种交直流混合微电网的控制策略 交直流混合微电网根据总网的负荷要求有并网运行和孤岛运行两种运行模式,并网运行时,在蓄电池等储能元件的平抑作用下,直流侧的分布式可再生能源发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧可再生能源的利用率。孤岛运行时,蓄电池等储能元件作为平衡节点和双向AC/DC变换器一起维持整个混合微网系统的电压、频率稳定,典型的交直流混合微电网系统由交流子微网系统、直流子微网系统、功率转换系统、微电网控制器等组成。交流侧,光伏发电单元通过DC/AC逆变器与交流母线连接,实现MPPT及单位功率因数控制,交流负荷直接连接到交流母线。直流侧,光伏发电单元通过Boost变换器实现最大功率跟踪,蓄电池储能单元通过双向DC/DC变换器实现充放电控制,直流负荷直接连接到直流母线。功率交换单元由隔离变压器及双向AC/DC变换器构成。 4、交直流混合微电网的关键稳定控制技术及相应研究 4.1直流微电网直流母线电压控制 由于分布式电源功率输出具有随机性、间歇性,联网运行时其间歇性波动功率对电网的冲击容易影响本地电网的安全。直流母线电压的稳定控制是保证系统稳定运行以及维持系统瞬时功率平衡的关键。直流分层控制系统,在各接口变换器之间合理分配直流负荷,同时补偿下垂控制带来的直流母线电压跌落,改进交直流混合微电网中直流侧的母线电压性能。鉴于含有储能环节的分布式发电系统的直流母线电压难以准确控制,通过电压下垂控制及改进V-f 逆变控制策略确保无储能环节的直流子网的直流母线电压的稳定性。考虑交直流混合微电网中的 AC/DC 双向变流器对系统的稳定运行和功率的协调分配有重要作用,具有AC/DC双向变流器的交直流混合微电网提出了一种基于非线性干扰观测器﹑功率平衡﹑一阶微分环节相结合的电压环前馈补偿方法﹑DC-AC死区补偿及DC-DC稳态占空比的直流母线电压控制方式,有效的保证了系统的稳定运行和功率的协调分配。 4.2微电网运行模式无缝切换控制 微电网运行模式平滑切换是微电网的重要功能和特征之一,微电网运行模式切换时,如果静态开关切换指令和主电源控制模式切换信号同时发出,会导致主电源输出电流和电压不受控,当微电网输出功率与负荷不匹配时,会使负荷电压幅值和频率发生偏移,在切换过程中极易出现暂态电流或电压冲击,导致无缝切换失败。因此实现微电网运行模式无缝切换是隔离电网故障的安全保障。文献提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法,有效减小微电网运行模式切换过程中产生的暂态振荡,保证微电网的平滑切换。采用主从控制的微电网系统,提出了一种平滑切换补偿控制算法,可以克服切换过程中出现过压或过流现象,有效抑制切换后微电网母线电压和主电源输出电流波形的畸变,同时也能避免切换造成微电网母线电压的突降,减小切换对微电网内主电源的暂态冲击。

山西电网调度控制管理规程终稿

山西电网调度控制管理 规程终稿 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-

山西电网调度控制管理规程

国网山西省电力公司二零一五年一月

批准:王礼田 复审:陈佩琳梁建伟 审核:张军六王晓林曹明德王生明穆广祺卢永平续建国赵泰峰张涛田俊杰李鸣镝郭一兵初审:赵兴泉李明刘洋杨宇尉镔武志宏张伟王其兵李宏杰赵李宏樊丽琴潘捷 边江赵俊屹安成万张建伟罗韬慕国行 张秀丽郝春娟李玺印李国华王忠 主要编写人员:谢毅包磊韩鹏任建云赵园边伟杨帅罗宏超王越刘志良杨大春 田浩贺卫华常亮亮刘雷张超杨林 郭庆李俊午焦军军李宁令狐进军刘国瑞 张沁白晨皓杨子成冯李军马小波冯维明 阮军鹏南晓强王小昂贺鹏齐芸芸王中杰 王海滨薛志伟石文章李远侯亮张家玮 杨超颖 (本规程从批准之日起执行,原调度规程作废)

目录

第1章总则 1.1 为适应特高压大区联网运行和山西电网运行与管理的需要,保证电网安全、优质、经济运行,依据《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例》、《国家电网调度控制管理规程》和有关法律、法规,制定本规程。 1.2 电网调度系统包括各级电网调度控制机构(以下简称调控机构)、厂站运行值班单位(部门)及输变电设备运维单位(部门)。调控机构是电网运行的组织、指挥、指导、协调机构,电网调控机构分为五级,由上至下依次为:国家电力调度控制中心(以下简称国调),国家电力调度控制分中心(以下简称分中心),省(自治区、直辖市)电力调度控制中心(以下简称省调),地市(区、州)电力调度控制中心(以下简称地调),县(市、区)电力调度控制中心(以下简称县调)。 1.3 各级调控机构在电网调控业务活动中是上下级关系,下级调控机构必须服从上级调控机构的调度指挥。厂站运行值班单位及输变电设备运维单位,必须服从调控机构的调度。 1.4 山西电网调度系统包括本省各级电网调控机构和电网内发电厂、变电站(简称“厂站”)的运行(运维)值班单位。由上至下依次分为:省调,地调,县调。 1.5 山西电网运行实行“统一调度、分级管理”的原则。各级调控机构依照国家法律、法规和有关规定,行使本级电力调度控制管理职能。 1.6 本规程适用于山西电网的调控运行、电网操作、故障处置和调控业务联系等涉及调控运行相关的各专业的活动。 1.7 本规程是山西电网调度系统调控运行管理工作的基本依据,凡属山西电网统一调度的发电、供电、用电企业,必须遵守本规程;非电网调度系统人员凡涉及山西电网调控运行的有关活动也均须遵守本规程。各运行单位的现场规程、规定等与本规程相抵触者,均应根据本规程予以修订,若有关条款涉及省调管理权限时,必须事先得到相应认定。

微电网控制策略研究

微电网控制策略研究 1.分布式电源及其等效模型 1.1分布式电源的定义 国际上关于分布式发电的定义较多,没有形成对分布式发电的统一定义,不仅不同国家和组织,甚至是同一国家的不同地区对分布式发电的理解和定义都不尽相同,以下是几种比较有代表性的:(1)国际能源署对分布式发电的定义为:服务于当地用户或当地电网的发电站,包括内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电技术,以及能够进行能量控制及需求侧管理的能源综合利用系统;(2)美国《公共事业管理政策法》对分布式发电的定义为:小规模、分散布置在用户附近,可独立运行、也可以联网运行的发电系统;(3)丹麦对分布式发电的定义为:靠近用户,不连接到高压输电网,装机规模小于10MW的能源系统;(4)德国对分布式发电的定义为:位于用户附近,接入中低压配电网的电源。接入电压等级限制为20kV,主要包括光伏、风电和小水电;(5)法国对分布式发电的定义为:接入低压配电网,直接向用户供电的电源。接入电压等级限制为20kV,容量限制为10MW,主要是热电联产、小水电和柴油机。综合以上几种定义的共同点,可以认为分布式电源指的是以新能源发电为主,容量较小且靠近负荷中心的发电设备,如小型风力发电机和光伏电池等。 目前,微电网示范工程中的分布式电源主要包括柴油机、微型燃气轮机、小型水力发电机、小型风机、燃料电池和光伏电池,此外,还有少数的生物柴油机、液流电池、超级电容、飞轮储能等。 1.2分布式电源的并网方式 虽然各种分布式电源都可以接入微电网为负荷供电,但由于它们自身的一下特点和微电网对电能质量及供电可靠性的要求,各类分布式电源的并网方式不尽相同。小型水力发电机、鼠笼型异步风机和柴油机等小型常规发电机输出稳定,可直接并网。光伏电池、燃料电池和直流风机等直流分布式电源输出直流电,通常需要经逆变器接入交流微电网,这种并网方式称为直—交式并网。微型燃气轮机和同步风力发电机输出幅值频率变化的交流电电气量,需要整流逆变后才能并网,这种并网方式称为交—直—交并网,对应的分布式电源统称交直

电力调度工作流程图及要点控制

电力调度安全生产工作要点控制、工作申请程序流程图: (初审不合格) 一、 1、提申请人是否是公司许可的人员; 2、工作负责人是否是总公司文件规定的人员; 3、提申请的时间是否在规定时间内; 4、有无检修计划; 5、.若影响用户供电是否已联系妥当; 6、与已批准的检修申请有无矛盾; 7、检修周期与时间是否符合要求;

8、 对新建、改建、扩建设备是否提出核相。 二、 保护、方式审批申请: 1、 继电保护定值是否需要改变; 2、 对继电保护及自动装置的正常运行是否有影响; 3、 对运行方式是否有影响,现运行方式是否允许; 4、 批准后对负荷是否有影响。 三、 调度员下达停电通知: 1、 设备管理单位是否明确 ; 2、 对双电源、有返回电源的是否需要做相应措施; 3、 详细记录接通知人姓名及用户提出的要求; 、调度操作程序流程图 汇 报 命令

要点控制: 一、审核工作计划: 1、在决定倒闸操作前,值班调度员对工作计划进行审核,对需停电的设备进行现场核对; 2、考虑到对电力系统方式、潮流、稳定、周波、电压的影响,并提前采取必要措施; 3、考虑到对继电保护和自动装置定值以及中性点接地方式等方面的影响,并提前采取必要措施。 二、填写操作命令票: 1、填写内容是否符合计划工作要求,操作目的明确; 2、对照自动化信号按照停电的先后顺序进行填写,填写清楚; 3、操作票内操作序号应按递增次序填写; 4、一栏只允许填写一项操作内容。 三、审核操作命令票: 1、操作票填写清楚不得涂改、撕毁; 2、主值调度员必须根据调度计划、工作内容、安全措施要求和现场实际运行方式认真审查操作票的操作顺序 是否正确,无漏项、跳项及错项。

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