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10基于微电网的电能质量问题研究

10基于微电网的电能质量问题研究
10基于微电网的电能质量问题研究

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

智能电网作业

智能电网 智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,来实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 智能电网概念的发展有3个里程碑: 第一个就是2006年,美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性,从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理-中国电力发展的新思路》白皮书可以看出,解决方案主要包括以下几个方面:一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力,即依据已经掌握的数据进行相关分析,以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架,通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理,为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图,是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划,除了以公布的计划,美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代,建立美国横跨四个时区的统一电网;发展智能电网产业,最大限度发挥美国国家电网的价值和效率,将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理;全面推进分布式能源管理,创造世界上最高的能源使用效率。 可以看出美国政府的智能电网有三个目的,一个是由于美国电网设备比较落后,急需进行更新改造,提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;三是提高能源利用效率。 第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。互动电网,英文为Interactive Smart Grid,它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为:在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。 互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发,实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据,完善中央电力体系的集成作用,实现有效的临界负荷保护,实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连,由此可以优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。 互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心 实际上,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。可以认为,互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。

新能源微电网技术条件

附件1:新能源微电网技术条件 一、联网微电网 联网微电网是解决波动性可再生电力高比例接入配电网的有效方案。相对于不带储能的简单可再生能源分布式并网发电系统具有如下功能和优势: 1、通过微电网形式可以有效提高波动性可再生能源接入配电网的比例,功率渗透率(微电网额定装机功率与峰值负荷功率的比值)可以做到100%以上,此次申报项目原则上要求做到50%以上; 2、微电网具备很强的调节能力,能够与公共电网友好互动,平抑可再生能源波动性,消减电网峰谷差,替代或部分替代调峰电源,能接受和执行电网调度指令; 3、与公共电网联网运行时,并网点的交换功率和交换时段可控,且有利于微电网内电压和频率的控制; 4、在微电网自发自用电量效益高于从电网购电时,或在公共电网不允许“逆功率”情况下,可以有效提高自发自用电量的比例,避免损失可再生能源发电量,提高效益;当公共电网发生故障时,可以全部或部分孤岛运行,保障本地全部负荷或重要负荷的连续供电; 5、延缓公共电网改造,不增加甚至减少电网备用容量; 6、在电网末端可以提高供电可靠性率,改善供电电能质量,延缓电网(如海缆)改造扩容,节约电网改造投资;

7、与其它清洁能源(如CHP)和可再生能源不同利用形式结合,可以同时解决当地热水、供热、供冷和炊事用能问题。 主要技术条件 1、与公共配电网具有单一并网点,应能实现联网和孤岛2种运行模式,根据所在地区资源特点、负荷特性以及电网需求和架构,可以具备上节联网微电网的一种或多种功能。 2、微电网接入110kV公共配电网,并网点的交换功率应≤40MW,微电网接入35kV公共配电网,并网点的交换功率应≤20MW,微电网接入10kV公共配电网,并网点的交换功率应≤6MW,微电网接入400V公共配电网,并网点的交换功率应≤500kW; 3、储能装置的有效容量由所希望实现的功能、负荷的日分布特性、孤岛运行时间以及电网调峰需求决定,应根据实际情况设计; 4、在具备天然气资源的条件下,可应用天然气分布式能源系统,作为微电网快速调节电源,为消纳高比例、大规模可再生能源发电提供快速调节能力; 5、具有从发电到用电的智能能量管理系统,具有用户用能信息采集功能和远程通信接口; 6、微电网与公共配电网并网,应符合分布式发电接入电力系统的相关技术规定;微电网供电范围内的供电安全和电能质量亦应符合相关电力标准。

微电网的发展现状

微电网技术的发展现状 摘要 微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段,逐步引起了广泛关注。从结构设计、运行控制、供电可靠性和电能质量、经济运行与安全机制、仿真平台和示范工程等5个方面介绍国内外微电网的研究进展,微电网并网和孤岛两种运行方式的控制策略,并分析了主要控制策略的研究进展,最后讨论了未来的研究重点,以便微电网安全运行。 关键词:微电网;并网运行;孤岛运行;电力电子 引言 微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术,可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响,最大限度地利用分布式电源出力,提高供电可靠性和电能质量。将分布式电源以微电网的形式接入配电网,被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。微电网作为配电网和分布式电源的纽带,使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源。国际电工委员会(IEC)在《2010—2030 应对能源挑战白皮书》中明确将微电网技术列为未来能源链的关键技术之一[1]。 近年来,欧盟、美国、日本等均开展了微电网试验示范工程研究,以进行概念验证、控制方案测试及运行特性研究。国外微电网的研究主要围绕可靠性、可接入性、灵活性3个方面,探讨系统的智能化、能量利用的多元化、电力供给的个性化等关键技术。微电网在我国也处于实验、示范阶段,截至2012年底,国内已开展微电网试点工程14个,既有安装在海岛孤网运行的微电网,也有与配电网并网运行的微电网。这些微电网示范工程普遍具备4个基本特征:1)“微型”,微电网电压等级一般在10kV以下,系统规模一般在兆瓦级及以下,与终端用户相连,电能就地利用;2)“清洁”,微电网内部分布式电源以清洁能源为主,或是以能源综合利用为目标的发电形式;3)“自治”,微电网内部电力电量能实现全部或部分自平衡;4)“友好”,可减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击,可以为用户提供优质可靠的电力,能实现并网/离网模式的平滑切换。因此,与电网相连的微电网,可与配电网进行能量交换,提高供电可靠性和实现多元化能源利用。微电网与配网电力和信息交换量将日益增大并且在提高电力系统运行可靠性和灵活性方面体现出较大的潜力。微电网和配电网的高效集成,是未

关于智能电网的建设方面

关于智能电网的建设方面 智能电网的核心是实现对电网运行的快速影响,提高与分布式能源的兼容能力,从而提高整个系统的经济性、可靠性和安全性。智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成,分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。从目前的情形来看,智能电网建设仍存在一些问题,需要在不断地摸索中进行解决。 标签:智能电网;建设;难因;关键技术 1 智能电网的特征 智能电网顺应时代发展需要而诞生,但目前仍处于发展的初始阶段,还没能形成统一的、成熟的智能电网运行体系,各个国家基于自身电网运行特点而对智能电网的定义也略有不同,但对其本质的理解是是保持一致的。智能电网主要包括可对负荷平衡进行优化的智能技术系统、使用清洁型能源的智能调度系统以及实现动态定价的智能计量系统,其智能性即特点主要有:可观测、可控制、分布智能、高级分析、自适应以及自愈,综合起来其实就是优化兼容、经济集成、坚强自愈。 2 智能电网的主要功能 (1)当电网受到异常信号扰动或短暂故障时,电网仍能保持供电能力,减少停电范围;对于人为的破坏如:病毒入侵,部分电路损坏等仍能继续供电,具有确保供电安全以及抗病毒破坏能力。 (2)支持可再生资源的重复使用合理分配资源,保证管理的功能更加完善和提高,保证实现与用户的高效互动。 (3)采用统一的模型和平台,实现规范化、精细化和标准化的管理。实现电网信息的高度集成和共享。 (4)优化资产的利用,降低建设维护成本,并且提高能源的利用率和技术的先进性保证输电的安全性、可靠性以及高效性。降低排放水平,适应能源的循环使用。 3 智能电网建设的难因 1)电网建设面临的外部问题:前期工作程序复杂,工程核准难度大。工程涉及的相应细节工作如选址,拆迁等协调起来十分困难。工程建设与环境保护协调困难。 2)电网工程建设受阻存在的内部问题:输配电网的规划和设计相对滞后与

微电网技术研究现状

微电网技术研究现状 国 海1、2;苏建徽1;张国荣1 (1.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;2.安徽科技学院,安徽凤阳 233100)摘 要:首先阐释了微网的概念、结构及特点,然后对当前美国、欧盟和日本等国的微网研究现状进行了介绍,并介绍了微网运行方式,最后着重探讨了现阶段微电网研究中的关健问题和相关研究现状。 关键词:微网;DG;分布式发电;电网 Abstract:Firstly,the concep t,the structure and the characteristics of m icr ogrid are p resented.Then,the p resent devel opment of m icr ogrid in the United States,Eur ope and Japan is intr oduced as well as the operati on modes of m icr ogrid.A t last,the key p r oblem s and the research conditi ons related t o m icr ogrid are discussed e mphatically. Key words:m icr ogrid DG;distributed generati on;power grid 中图分类号:T M711 文献标识码:A 文章编号:1003-6954(2009)02-0001-06 1 微网的概况 1.1 微网产生的背景 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[1], 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[2],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[3]。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[4]。 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,也间接限制了基金项目:国家自然科学基金资助项目(50777015)对新能源的利用[5]。 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(M icr ogrid)[6~8]。 1.2 微网的概念 从1999年开始,美国电力可靠性技术解决方案协会(cons ortium f or electric reliability technol ogy s olu2 ti ons,CERTS)首次对微电网在可靠性、经济性及其对环境的影响等方面进行了研究。到2002年, CERTS从结构、控制、经济等方面系统全面介绍了微网的概念[6]: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,并提供必要的控制;微电网相对于外部大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等方面的要求。 1.3 微网的结构 微网的基本结构如图1所示,微网中包含有多个DG和储能系统,联合向负荷供电,整个微网对外是一个整体,通过断路器与上级电网相联。微网中DG 可以是多种能源形式(光电、风电、微型燃气轮机等),还可以以热电联产(combined heat and power, CHP)或冷热电联产(combined cold heat and power, CCHP)形式存在,就地向用户提供热能,提高DG利用效率。 在图1中微网有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为非重

智能电网的主要特征

智能电网的主要特征 智能电网包括八个方面的主要特征,这些特征从功能上描述了电网的特性,而不是最终应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。智能电网是自愈电网。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。以确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。智能电网激励和包括用户。从智能电网的角度来看,用户的需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择,通过参与电网的运行和管理,修正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。智能电网将抵御攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件,从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外,智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动,同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。智能电网将使电力市场蓬勃发展。智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场,汇集更多的买家和卖家。智能电网优化其资产应用,使运行更加高效。例如,通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使资

微电网技术

微电网技术 能源是现代社会和经济发展的动力,是人类生命存在和繁衍的生命线。传统化石能源的逐步耗竭,使能源危机已逐步逼近。中国21世纪的能源工业将是能源资源利用与环境保护可持续发展的改造型新工业,因此,合理调整能源结构,大力开发可再生能源和其它新能源,走多元化洁净能源发展道路,是我国社会可持续发展的必由之路。 微电网是一种新型的网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源,即含有电力电子接口的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置,它们接在用户侧,具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效的方式,使传统电网向智能电网过渡。 1. 微电网的含义与研究动态 目前世界上许多国家己开展微电网研究,立足于本国电力系统的实际问题提出了各自的微电网概念和发展目标。作为一个新的技术领域,微电网在各国的发展呈现不同的特色。 1.1 美国微电网的研究 ERTS(Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)合作组织由美国的电力集团、伯克利劳伦斯国家实验室等研究机构组成的,在美国能源部和加州能源委员会等资助下,对微电网技术开展了专门的研究。CERTS定义的微电网基本概念:这是一种负荷和微电源的集合。该微电源在一个系统中同时提供电力和热力的方式运行,这些微电源中的大多数必须是电力电子型的,并提供所要求的灵活性,以确保能以一个集成系统运行,其控制的灵活性使微电网能作为大电力系统的一个受控单元,以适应当地负荷对可靠性和安全性的要求。 CERTS定义的微电网提出了一种与以前完全不同的分布式电源接入系统的新方法。传统的方法在考虑分布式电源接入系统时,着重在分布式电源对网络性

基于供电可靠性的微电网规划电能质量与供电可靠性关系分析

基于供电可靠性的微电网规划电能质量与供电可靠性关系分析 发表时间:2018-09-12T10:40:55.420Z 来源:《电力设备》2018年第14期作者:张泽南[导读] 摘要:微网作为一个整体接入主网,并与主网一起共同满足本地的负荷需求;同时,微网也可以在主网发生故障时,通过灵活的运行方式来保证本地重要负荷以及部分主网负荷的供电。本文介绍了微电网的概念,并阐述了微电网电能质量与可靠性。 (锡林郭勒电业局阿巴嘎供电分局内蒙古锡林郭勒 011400)摘要:微网作为一个整体接入主网,并与主网一起共同满足本地的负荷需求;同时,微网也可以在主网发生故障时,通过灵活的运行方式来保证本地重要负荷以及部分主网负荷的供电。本文介绍了微电网的概念,并阐述了微电网电能质量与可靠性。 关键词:供电可靠性;微电网;电能质量微电网是智能电网的有机组成部分,它能有效提高用户的安全性和可靠性。同时,微电网以其先进智能的技术体系和设备,极大地改善了用户和配电系统的供电可靠性,增强抵御自然灾害和应对突发故障的能力。 一、微电网概念 微电网是指规模小及分散的电力系统。微电网采用现代电力技术,将燃料电池、燃气轮机、光伏发电、风电及储能等设备组合在一起使用。一般来讲,微电网可看作是电网的可控单元,能满足配电网络需求;对用户来讲,微电网能满足用户的特定需求,如降低馈线损耗、增加电网可靠性及保持电压稳定;还可利用余热提高能量使用效率及保障不断电等优势。此外,微电网及大电网之间通过相关设备进行能量交换,从而保障供电可靠性。 二、微电网电能质量分析 实现微电网的并网运行或孤岛运行及两种运行模式之间的转换需要具有良好的控制策略和管理技术,因此微电网逆变器的控制是实际运行中首先需要解决的技术问题。相关研究表明,微电网控制系统未来的研究方向包括:①可控式、间歇式、常规模式及基于变流器模式的各种分布式电源系统的稳定运行与控制;②微电网运行在并网或孤岛模式下时,电压与频率的智能控制策略的研究;③微电网中分散控制和多个分散控制器之间的协调优化算法,需要每个分布式发电系统应能根据自己的局部相关信息对电压和频率进行独立控制,在确保微电网电能质量满足要求的同时,使各控制器的总体性能最优。 由微电网的控制框架可知微电网的控制分为局部DG控制和系统级的综合控制两部分。各DG控制器主要负责根据上级调度指令调节逆变器接口电压和频率、快速合理分配负荷功率;系统级的综合控制主要负责协调各逆变电源之间的协调控制,包括自动电压和频率调整、维持系统稳定、实现模式平滑切换、黑启动等。 1、局部DG控制。常用的逆变电源功率分配策略有:恒压恒频控制、恒功率控制和下垂控制。恒压恒频控制是指逆变电源能维持端电压的幅值和频率不变,该控制策略主要用于微电网孤岛运行时,为微电网其他非恒压恒频控制的逆变单元提供频率和电压参考,一次也称V/f 控制,该控制策略要求逆变器输出功率能跟随负荷的变化而变化;恒功率控制即通过控制策略使逆变器输出给定的参考有功和无功功率,因此也称为PQ控制,受环境影响较大,一般具有间歇性和随机性的分布式电源输出最大功率或按调度指令输出指定功率是采用该控制;下垂控制模拟传统发电机的功率传输特性,人为的使逆变器输出有功和无功功率分别与频率和电压幅值呈线性关系,这种借鉴应用使采用下垂控制的各机组能根据给定的参考电压和频率自动调节逆变器的输出功率,不需要通信线路,是一种无互联线的控制策略,避免了由于通信线路故障导致的系统故障问题,因此得到了广泛的应用。 2、统级综合控制。为确保各DG在微电网进行模式切换或负荷扰动时都能快速响应功率变化,功率分配最优,同时微电网仍能稳定运行,需要对各DG进行系统级的综合控制。目前微电网系统级的协调控制策略主要包括: 1)分层控制、主从控制和对等控制。分层控制将微电网按功能不同分成了不同的层级,各层级之间独立完成自己的控制功能,同时协调合作共同维持微电网的稳定运行。微电网各层级之间需要通信联系,但该联系属于弱通信,短暂的通信失败,微电网仍能维持稳定运行。目前,其中较典型的控制策略是一种三层控制方案:在电力系统中的中压配网设监控中心作为最上层,该层主要负责根据市场与电网要求对各微电网进行整体调度和管理,上述内容主要由配网操作人员及市场管理人员来完成。以含有微电网中央控制器(Microgrid Control Center,MGCC)的各微电网作为中间层,MGCC主要用于实现微电网内部的经济调度最优,从而使微电网的价值最大化,具体内容包括:①根据上级对微电网的调度指令、市场电价及负荷预测实现各微电源之间经济调度最优化;②对逆变电源控制器和负荷控制器发送控制指令和调度值信息,控制微电源的有功和无功输出及负荷的切并来实现频率二次调整。以各逆变电源、负荷等就地控制器为最下层控制,其中逆变电源控制器负责逆变电源的正常运行并按调度指令输出指定功率,负荷控制器主要负责按照上级控制器下达的指令断开或连接可控负荷。 2)主从控制。则是将微电网中的微电源分为主控单元和从控单元两部分。主控单元采用V/f控制,当微电网孤网运行时,失去了大电网的电压和频率支撑,此时由主控单元负责为微电网提供恒定的频率和电压支撑。其它从控单元可采用PQ或下垂控制,以主控单元给定的电压和频率为参考值,实现负荷变动功率的自动分配。微电网并网运行时,由大电网提供频率支撑,各逆变电源不参与系统电频率调节,可采用PQ控制,各逆变电源根据调度指令只输出指定功率;当微电网孤岛运行时,主控单元切换到V/f控制,参与频率调节,为其它非主控单元提供频率支撑。主从控制中的主控单元与从控单元之间需要可靠的通信系统,一旦通信失败,将导致微电网瘫痪,因此主从控制中的通信为强通信,对主控单元的依赖性强,该控制策略还有待改进。 3)对等控制。是指各DG间无主从关系,地位相同,都能根据各自接入母线节点的电压和频率进行制控。对等控制不需要通信环节,属于无互联线控制策略,各电源之间的调节独立,当能量平衡时,微电网中的任何一个微电源断开或接入时,不影响其他微电源的正常运行,体现了“即插即用”的思想。该控制策略不依赖于通信系统,提高了供电可靠性,同时降低了系统成本,因此受到了广泛关注。 三、供电可靠性分析 1、供电可靠性。简单来讲,配电网供电的可靠性,是指在保证电能质量的前提下,配网对电能传输和分配的连续性和稳定性能满足电力用户的实际需要。对用户而言,可以将其理解为希望无论在何种情况下,电力系统都不会出现问题和故障,都能连续且充足地供给具备正常电压及频率的电力能源。在配网运行中,影响其供电可靠性的因素多种多样,应得到电力工作人员的重视,做好配电网供电可靠性的评估工作。

微电网技术及发展概况

第42 卷中国电力电力系统 (微电网及分布式发电专栏) 微电网技术及发展概况 左文霞,李澍森,吴夕科,程军照 (国网电力科学研究院,湖北武汉430074) 摘 要:分布式发电以其投资省、发电方式灵活且不污染环境等优点,在全球范围内引起了越来越多的关 注。微电网能以更具弹性的方式协调分布式电源,从而充分发挥分布式发电的优势。介绍分布式发电及微电网领域研究的诸多问题,讨论微电源、储能装置、逆变装置及隔离装置中需要研究的问题,并从电力系统应用的角度分析微电网的控制和保护、安全稳定运行、电能质量、运行及接入标准等问题。对分布式发电及微电网研究领域未来的研究方向进行总结和展望。 关键词:分布式发电;微电网;配电网;安全稳定性;电能质量中图分类号:TM727;TP277 文献标识码:A 文章编号:1004-9649(2009)07-0026-05 收稿日期:2009-02-05 左文霞(1985—),女,湖北仙桃人,硕士,助理工程师,从事配电系统相关方向研究。E -mail :zuowenwen1985@https://www.doczj.com/doc/ac17936016.html, 0引言 微电网是由一系列分布式发电(Distributed Generation ,DG )系统、储能系统和负荷组成的微型 电力网,根据需要可选择与配电网并网运行也可选择独立运行。相对传统的输配电网,微电网的结构比较灵活。网内微电源与用户直接相连,安装在用户区域,由电力电子技术提供所需要的控制和接口。微电网系统与外部电网通过隔离装置连接。网内潮流和电压控制器通过能量管理系统在允许的范围内调节潮流和母线电压。当负载变化时,本地微电源自行调节功率输出。正常工作模式下,微电网与公共系统并联运行,可以通过合理的控制使得微电网相当于配电网的一个恒定负荷;当公共系统出现故障或者电能质量达不到要求时,微电网可以通过隔离装置与外部电网隔离而孤立运行。故障清除后,微电网需平滑与外部电网重新同步,实现正常并网运行[1]。 近年来,欧洲、美国、日本、加拿大等国都已开展微电网研究开发及示范工程建设工作[2]。目前,国内多在分布式发电和分布式储能方面开展研究。对分布式发电运行的研究,多与配电系统相联系,研究分布式发电在电力系统中的应用等,对微电网的研究基本处在起步阶段。 1需要研究的问题 1.1微电源 1.1.1分布式电源与分布式储能技术 分布式电源主要包括可再生能源发电设备,如太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机和内燃机等。可再生能源一般都有分散性和规模不大的特点,且受到自然条件的制约,因而需要储能装置储存其富裕能量。另外,基于逆变器的分布式发电装置没有大型的转子因而不能满足瞬时功率变化的要求,包含大量微电源的微电网系统运行在孤岛模式下需要有储能装置来保证能量平衡[3]。目前用于电力系统的储能技术主要有超导储能、蓄电池储能、超级电容器储能和飞轮储能等。 储能有多种形式,如在每个微电源的直流母线上安装储能电池组或者超级电容器,直接连接交流储能装置(带逆变器的交流电池组、飞轮)等,需要根据系统稳定的需求来选择储能方式。美国电能可靠性技术解决方案研究协会(CERTS :the Consortium for Electric Reliability Technology Solutions )研究的微电 网通过在每个微电源的直流侧母线上安装直流储能装置来保证供电可靠性,同时,安装一个附加电源,从而保证任一元件故障时微电网仍然能正常运行[4]。 1.1.2电力电子接口 微电源通过电力电子装置与微电网连接或隔离,各DG 单元均由电力电子装置提供所需要的控制接口。 (1)DG 与微电网连接的逆变装置:大多数DG 装置接入交流系统时,需要相关的逆变、整流及滤波装置。DG 逆变器的主回路控制上具有如下环节:a.内环电流/电压控制回路;b.外环有功、无功功率控制回路;c.DG 与外部电网的同步控制;d.保护及故障短路的电流抑制功能[1]。通过对基于电压源逆变 中国电力ELECTRIC POWER 第42卷第7期2009年7月 Vol .42,No.7 Jul.2009

微电网技术研究及其应用现状

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ac17936016.html, 微电网技术研究及其应用现状 作者:王向东 来源:《科学与财富》2015年第30期 摘要:中国的微电网技术发展与分布式发电技术的发展紧密联系,由于分布式电源的多 样性及微电网运行方式的复杂性,使得微电网的规划设计和运行调度等方面与传统电力系统有较大区别。本文从结构设计、运行控制、示范工程等3个方面介绍国内外微电网研究的最新进展,最后结合中国未来智能电网建设规划,对微电网技术的发展前景进行展望。 关键词:微电网;分布式电源;综述 微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。微电网作为配电网和分布式电源的纽带,使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源。凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术,可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响,最大限度地利用分布式电源出力,提高供电可靠性和电能质量。将分布式电源以微电网的形式接入配电网,被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。 1 微电网结构 美国电气可靠性技术解决方案联合会(CERTS)提出的微电网概念和结构得到了国内外的广泛承认,是目前最为流行的微电网结构,见图 1。 基本组成部分包括微电源、功率和电压控制装置、公共接入点、断路器及分界开关等。该结构包括了对分布式电源接口、控制和保护的要求。目前中国微电网的研究和应用大都借鉴了其相关设计理念。 按照接入配电系统的方式不同,微电网可分为用户级、馈线级和变电站级微电网。用户级微电网与外部配电系统通过一个公共连接点连接,一般由用户负责其运行及管理;馈线级微电网是指将接入中压配电系统某一馈线的分布式电源和负荷等加以有效管理所形成的微电网;变电站级微电网是指将接入某一变电站及其出线上的分布式电源及负荷实施有效管理后形成的规模较大的微电网。后两者一般属于配电公司所有,是智能配电系统的重要组成部分。 2 微电网运行控制 2.1 微电网中电源数学模型及优化配置 微电网具有网架结构灵活、电源类型多样、控制方式复杂、运行模态多的特点,使得微电网中微电源的数学模型和多种微电源的优化配置具有十分重要的研究意义。首先,微电网中微电源大致可以分为逆变器型微电源和旋转电机型微电源两类,其中既可能包含柴油发电机、微

议智能电网与电能质量的关系

议智能电网与电能质量的关系 摘要:随着社会的进步、科学技术的发展,人们对电能的需求日益攀升,对电能质量标准越来越高、要求更加的严格。因此,在对电能质量的不断深入研究中,人们期望能够改善电能质量的必要影响因素如谐波、电压偏差等,以此来抓住新科技发展的良好机遇并解决我们生活中每日剧增的新挑战如能源压力、数字化社会、高压电能的需求。于此,智能电网的出现与发展对传统电网形式暴露的诸多问题给人们提供了更好的解决方向。它也是今后电网的发展趋势。 关键字:电能质量;影响因素;智能电网; 引言 众所周知,电能是一种经济实用、清洁环保、便于能量传输与转换的能源形式。它几乎成为了每一个行业生存发展的必要能源,因此电能的质量对于企业的生存发展有着关键性的作用。而近年来,在社会的快速前进,经济、科技的迅猛发展的大环境下,与我们的生活息息相关的、不可或缺的电力系统正面临着越来越多的挑战,其中包括全球暖化、能源压力和生态文明意识的提升,以及数字化社会对供电可靠性和电能质量的严格要求等。所以,现代电网不能再固步自封,必须与时俱进,重视并且要解决因社会发展带来的各类电能质量问题,满足现代社会对电能质量新的、高标准的需求。为此,在北美和欧洲已经形成了强大的研究群体在开展“智能电网”的研究和实践。在中国,智能电网虽然仍旧方兴未艾,但鉴于它对电能质量问题的改善与解决有着重要作用,所以它必然是今后的发展趋势。 一、电能质量的概念 从广义上讲,电能质量就是指优质供电,给予企业等稳定、良好的电能供应。但目前,对电能质量的定义仍旧没有一个相对统一的衡量标准。世界各国都有着不完全相同的界定。从不同的角度对电能质量也会有不同的理解,比如在供电角度看,电能质量是指供电的参数符合标准及供电的可靠性;从用户角度看,电能质量问题是指一切会引起用电设备运行故障的供电电压、电流及频率的异常扰动。通常电能质量可用电网谐波、电压波动和闪变、电压暂将与中断、电磁暂态、波形失真、三相不平衡度等指标来表示。IEC 标准对电能质量的定义为:电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。最严重的电能质量问题是电压跌落和电压完全中断。根据美国电气与电子工程师协会(IEEE)标准化协调委员会的技术定义, 电能质量问题表现为电压电流或频率的偏差和造成用户设备的故障或错误动作的任何电力问题。 二、电能质量的影响因素 电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量。人们通过研究把对电能质量这个抽象的概念通过一些评价指标如谐波、三相不平衡度等将其具体化。对电能质量的影响因素研究就需要研究影响这些评价指标波动的因素。从技术上讲,影响电能质量的因素主要包括四个方面:

微电网技术及其发展现状研究

2011年·06月·下期 学术·理论 现代现代企业教育 MODERN ENTERPRISE EDUCATION 企业 教育 25 微电网技术及其发展现状研究 吴 萍 尤向阳 (三门峡职业技术学院 河南 三门峡 472000) 摘 要:微电网充分发挥了分布式发电的价值和效益,可作为大型电网的有益补充,解决大规模电力系统的诸多潜在问题。本文介绍了微电网产生的背景,并阐释了其概念和结构特点,最后,对国内外微电网发展现状进行了对比研究。关键词:微电网 分布式发电 供电可靠性 引言 近年来,世界能源紧缺、环境污染、温室效应等问题越来越严重,分布式发电技术以具有低污染、高能源利用效率、可节约电网投资、提高大电网供电可靠性等优点得到重视。但是分布式电源(DG)单机接入成本高、控制困难,大量接入可能会对电网造成冲击,影响电能质量和系统的安全稳定。为协调大电网与分布式电源的矛盾,充分挖掘DG的价值和效益,在本世纪初,学者们提出了一个解决方法,即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统——微电网(Microgrid)。 一、微电网的概念 目前,国际上主要有美国、日本、欧盟等国家和地区给出了微电网定义。 美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)认为:微电网由负荷和微型电源共同组成、可实现热电联供,微电源主要由电力电子器件进行能量转换和控制。当微电网与大电网相连时,微电网可视为单一的受控单元。 日本三菱公司按规模大小将微电网分为小规模(发电容量10MW,燃料为可再生能源,主要应用于小型区域电网、住宅楼、岛屿和偏远地区)、中规模(发电容量100MW,燃料为石油或煤、可再生能源,主要应用于工业园)和大规模(发电容量1000MW,燃料为石油或煤,主要应用于工业区)3类。它将以传统电源供电的独立电力系统也纳入微电网系统,扩展了研究范畴。 欧盟定义的微电网具有以下特点:1、利用一次能源;2、使用微型电源; 3、可实现冷热电三联供;4、含储能环节;5、含电力电子设备; 6、分为不可控、部分可控和全控三种类型。 综合来讲:微电网就是采用大量的现代电力技术,将微电源,负荷,储能设备及控制装置等结合在一起,直接接在用户侧,可同时向用户供给电能和热能的小规模分散独立系统。 二、微电网的结构 与传统的输配电网相比,微电网的结构比较灵活,其具体结构根据负荷情况会有所不同,但基本单元一般包括微型电源、储能元件、能量管理及控制系统、负荷等。 表演动作,这样能帮助学生理解和记忆歌词,并在理解、记忆歌词的基础上,以形象生动,优美的歌舞动作进行演唱,使演唱更富有情感的表达性。歌曲选择方面可根据我们的教学进度和学生的学习程度要求学生自行选择歌曲,可以大量的上网搜索选择自己喜欢的也都适合的歌曲,并应用所学的方法进行演唱,阶段性的开展班级音乐会,激发学生的学习热情,让他们爱学、喜欢学。 四、自我体验学习声乐 声乐是幼教专业学生学习的重要技能之一,它是培养学生的演唱技能和道德情感的主要阵地。声乐在教学过程中比较枯燥,培养学生的自主学习尤为重要,变“要我学”为“我要学”,使他们真正成为学习的主人。 声乐的学习过程是很抽象的,我在讲解声乐理论时一般采取体验法,让学生自己感觉自己体验,比如:要讲打开喉咙就要学生体验咬苹果的感觉,要讲吸气就要让学生体验闻花香的感觉等等。如:区别音的高低、长短、强弱等时,教师启发学生比较大公鸡的啼声和母鸡啄食的“咯咯”声,大部分学生对鸡是熟悉的,就让他们自己去模仿这些叫声,通过学生的亲身模仿,很快就辨出哪个是高音,哪个是低音,通过类似的方法,又能辨别出飞机在跑道上起飞的马达声震耳,是强音,而飞机上高空我们听到的声音是弱音。进而上升到理性认识,这样做会培养学生善于动脑,善于捕捉音乐的能力。在这些教学当中我都尽量融入学生 的自主学习的观念,做到“做中学”。 在枯燥的发声练习过程中我会让学生动起来,在发声前要先活动开,或小跑,或做运动操,根据练声曲的节奏让学生踏步或者小跑着发声,这样可以让学生更加放松自然。也可以编成游戏的形式,如用问答的形式,一半学生问do re mi fa so ,另一半的学生答so fa mi re do ,这样可以提高学生的兴奋度,让练声得到更好的效果。也可以围成圈相互看,或站成面对面发声,相互评价相互学习。 五、结语 如今,知识的更新日新月异,高科技的发展日趋迅猛,面对教育的新形式,学生为中心的思想已深入人心,旧的体制和模式受到极大的冲击。作为幼教专业的音乐教师更应及时转变教学观念,只有教会学生自主学习,使学生掌握学习的方法,才能达到“今天的教是为了明天的不教”的目的,在课堂上努力创设学生自主学习的环境,发挥学生的自主意识,也只有学生学会自主学习,他们才能主动地去研究,去探索,去创造。以培养有创造力、有创新思维能力的新一代幼儿教师。 参考文献: [1]张天宝著.试论主体性教育的基本理论. [2]周明星,张柏清著.创新教育模式全书.北京教学出版社 .□

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