王成山--微电网分析与仿真理论83
第2章分布式发电系统模型
2）与其他分布式电源并联运行的接入系统模式
图2.71（b）给出了飞轮储能系统与其他分布式电源（如风机、光伏等间歇性电源）并联运行的接入系统模式。在这种接入模式下，飞轮是储存还是释放能量由分布式电源的运行情况和交流网络情况所决定。这种并网模式一方面可以有效减少间歇式电源功率波动对外部系统的冲击，另一方面也可以改善这类电源的可调度性。
当飞轮与风机并联运行是，假设风机的输出功率为P wind 风机与飞轮系统共同输出功率的参考值为P notal ，这里P notal 既可以是恒功率控制方式下的恒定参考功率，也可以是Droop控制中按照一定的比例关系分摊的功率不平衡量，还可以是恒压恒频控制中由频率控制得到的功率参考值，则飞轮的功率可设定为P ref =P wind -P notal, P ref可正可负。由于风速的变化，风机的输出功率是波动的。在正常风速情况下P notal =P wind ，P ref=0飞轮处于能量保持阶段，当风速变化时，P notal与P wind不再相等，其功率偏差值设定为飞轮的功率参考值P ref，当风速高于正常风速时P wind >P notal,P ref为正值，飞轮系统转速升高储存能量，当风速低于正常风速时
P wind >P notal,P ref为负值，飞轮系统转速下降释放能量。通过飞轮转速的变化即可实现能量的储存与释放，此时的风机与飞轮混合系统对交流网络不在显现出功率的波动特性。
当风速正常单要求混合系统向网络输出的功率变化时，例如当系统采取Droop控制或是恒压/恒频控制时，混合系统输出功率的参考值P wind 是变化的，而当系统采取恒功率输出时，输出的有功功率参考值P wind也可能需要根据系统调度信息进行改变，这些情况下，P notal的变化量都可通过飞轮相应调整储存或释放能量来完成。
在飞轮储能系统中，常用的内置点击有感应电机，开关磁阻电机，同步磁阻电
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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
微电网仿真试验检测平台
微电网仿真试验研究平台 微电网是由各类分布式发电系统、储能系统和负荷等组成的可控型微型电力网，为了满足负荷的不断增长和消除分布式能源接入的不利影响，而在传统配电网基础上发展而来的。目前微电网的研究工作也正处于迅速发展的时期，微电网仿真试验是微电网开展研究工作必备手段。 北京中电建投的微电网仿真试验研究平台，可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究，多个微电网之间的相互影响及调度控制技术研究。 北京中电建投的微电网研究试验移动平台，内置有试验设备、检测仪器、控制室，铁锂电池组，已经应用于中国电力科学研究院，移动式可以满足接入到各种现场实施研究试验，可以灵活接入已有分布式发电系统，有针对性开展微电网技术研究。 微电网仿真试验研究平台的主要作用与功能： 1.研究微电网相关技术与关键设备，满足微电网关键设备入网检测与功能性验证； 2.开展微电网规划研究、架构研究与配置研究，控制消除分布式发电系统对配电网的影响； 3.研究微电网相关控制技术与控制算法、交直流混合微电网多种控制策略研究； 4.研究交直流混合微网仿真运行，直流母线微电网与交流母线微电网并联/独立运行模式以及控制策略技术研究； 5.能量管理与调度控制的研究，微电网储能研究、风光储科学配比优化研究与高渗透率研究。 群菱生产并具备有以下产品的核心技术： 1.风力发电机模拟器：可以模拟双馈或直驱风力发电机组并网接入特性，满足控制策略研
究及功能验证 2.柴油发电机模拟器：工作时无需加柴油，无噪声，不排废气，是研究柴油发电机组接入 微电网的必备 3.电缆阻抗模拟装置：模拟各类电缆长度的阻抗特性，是研究新能源并网接入、继保控制 程序开发必配 4.短路故障模拟装置：可以模拟相相短路故障、相地短路故障，短路电流可选择 5.非线性负荷模拟装置：满足非线性负荷、谐波负荷、冲击负荷的模拟，加载时间与负荷 曲线可以预先设定 6.可编程交流负载：各种交流负荷模拟，共有21个标准产品RLC负载、RCD负载、RL 负载、RC负载可供选择, 负荷曲线及加载时间可以预先设置并自动运行 7.可编程直流负载：可以精确模拟直流负荷特性，负荷曲线及加载时间可以预先设置并自 动运行，直流负荷全工况模拟 8.谐波闪变测量阻抗模拟系统：提供符合IEC61000-3-3、IEC61000-3-11 、VDE4105 （30°、50°、70°、85°）标准要求的不同阻抗值 9.保护时间自动测量仪：应用于各种电气实验室，过欠压、过欠频、并离切换时间自动测 量，直接显示 10.微电网中央控制器：具备完善的微电网多目标优化控制、协议转换、数据采集、测量、 保护、控制与监视功能，是一款开放的控制器，可以通过软件手动配置实现任意添加于删除所要控制设备 11.微电网监控及能量调度管理系统：组态灵活，具有可维修性和可扩充性与稳定性，并网 /离网切换管理 12.其他具备技术优势产品服务：电池模拟器、光伏模拟器、电网模拟器、燃气机发电模拟
海洋石油平台微电网的建模分析
Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(4), 187-194 Published Online December 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/486610852.html,/journal/jee https://www.360docs.net/doc/486610852.html,/10.12677/jee.2016.44024 文章引用: 龚华麟, 张金泉, 杨志强, 张欢. 海洋石油平台微电网的建模分析[J]. 电气工程, 2016, 4(4): 187-194. Modeling Analysis of Micro Grid of Offshore Oil Platform Hualin Gong 1, Jinquan Zhang 2, Zhiqiang Yang 2, Huan Zhang 2 1State Grid Chengdu Electric Power Supply Company, Chengdu Sichuan 2 School of Electrical and Information, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan Received: Nov. 18th , 2016; accepted: Dec. 2nd , 2016; published: Dec. 8th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/486610852.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Offshore oil platform micro grid is a very important part of offshore oil platform, and its stability plays an important role in the safety of offshore oil platform. Therefore, establishing mathematical model of offshore oil platform of the micro grid and studying its stability helps monitor and access the safety state of offshore oil platform of the micro grid, and this provides early warning strategy and suggestions for the electrical engineers and management personnel operating platform and does good for improving the safe operation level of the offshore platform. These actions are of much theoretical value and realistic meaning. This paper first introduces the characteristics of offshore oil platform of the micro grid, then analyzes the main components of gas turbine, sets up the model by PSCAD, and establishes the model according to the circuit structure of the micro grid diagram. It carries out a series of simulation in different operating conditions and different motor load proportion by assuming the motor as the main load first and gets relevant conclusions. Keywords Offshore Oil Platform, Micro Grid, PSCAD, Modeling Analysis 海洋石油平台微电网的建模分析 龚华麟1，张金泉2，杨志强2，张 欢2 1成都供电公司，四川 成都 2 西南石油大学电气信息学院，四川 成都 Open Access
微电网标准体系
微电网标准体系建设 微电网在全国范围发展迅速，亟需标准化工作给予技术支撑和规范。微电网改变了电力系统在中低压层面的结构和运行方式。与微电网的电网运营企业和设备供应商们熟悉的传统原则受到挑战。迫切需要国家层面的标准化工作支撑，很多时候我们一些供电原则、保护原则等受到挑战，迫切需要从国家层面标准化工作的支撑，必须要有国标才方便管理层面，甚至政府、法院认可的程度。 微电网的标准体系急需统一的规划和顶层设计，微电网和分布式电源并网涉及发电、电网、用户等多个领域，系统复杂性突出。需要将微电网作为一个相对独立单元，对相关技术领域开展系统分析。对不同应用场景下微电网、分布式电源功能进行定位和系统边界区分。从系统的角度辨识标准缺失和可能出现的重复甚至矛盾的地方，识别亟需制定的标准，制定微电网标准化路线图和标准体系。这是我们标委会在做的工作。 目前定的标准，包括微网建模及仿真、微网并网、微源接入微网、微网规划设计、微网运行特性测试、微网调试及验收、微网运行维护、微网内发电侧管理、微网内需求侧管理、微网内储能管理、微网保护、微网信息与通讯、微网监控系统功能、微网黑启动、微网运行评价。在标准领域都有很多工作急需要做，没有这些标准支撑很难形成大规模网站化推广。 针对微电网建设的难题，北京群菱专注于微电网研究试验平台的开发，推出多个微电网实验平台： 1.微电网仿真试验研究平台 2.微电网监控及能量调度管理系统 3.微电网电缆阻抗模拟系统 4.多源互补智能微电网供电系统 5.开放式交直流电力电子研究与试验平台
以上平台均为群菱能源专业设计制造，详细技术方案请联系群菱获取。试验平台可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究、微电网之间的相互影响及调度控制技术研究、微电网储能研究以及风光储科学配比优化研究与高渗透率研究。 群菱能源微电网仿真实验室成功案例：中国电科院“先进配电自动化与配电网优化控制联合实验室”、“电力需求侧管理和智能用电仿真实验室”,中科院电工研究所“多能互补发电系统运行和保护性能测试系统”,国网智能电网研究院“交/直流电网物理仿真试验平台”,河南电科院“智能配电网新能源接入研究平台”,浙江工业大学“智能微电网试验、测试与储能系统”,南昌大学“微电网仿真模拟试验平台”等数十家科研院所，为我国微电网标准体系建设贡献出一份力量。 标准化工作的现状以及展望，中国在IEC先后发起成立adhocG53微电网特别工作组和IECSEG6微电网系统评估组，这个组的使命去年年底已经完成了，制定IEC在微电网领域的战略规划。目前微网标准的现国家标准层面，微电网领域6项，行业标准微电网领域4项。微电网标准体系的研究和编制，内容涵盖微电网的规划设计、调试验收、并网测试、运行控制等内容。
微电网技术
微电网技术 微电网是规模较小的分散的独立系统，它采用了大量的现代电力技术，将燃气轮机、风电、光伏发电、燃料电池，储能设备等并在一起，直接接在用户侧。对大电网来说，微电网可被视为电网中的一个可控单元，它可以在数秒中内动作以满足外部输配电网络的需求；对用户来说，微电网可以满足特定的需求，如增加本地可靠性、降低馈线损耗、保持本地电压稳定、通过利用余热提高能量利用的效率及提高不间断电源等。微电网和大电网进行能量交换，双方互为备用，从而提高了供电的可靠性。下图展示了光伏发电、风能、生物能、燃料电池、微型燃气轮机等微电源形式，其中一些接在热力负荷附近，可以为当地用户提供热源，从而提高了能量的利用率。 1 微电网发展现状 微电网作为对单一电网的有益补充，其广泛应用的潜力巨大，目前世界上一些主要发达国家和地区，如美国、日本、欧盟等。 1.1 美国的微电网研究
美国CERTS（可靠性技术解决方案协会）最早提出了微电网的概念，并且是众多微电网概念中最权威的一个。美国CERTS提出的微电网主要由基于电力电子技术且容量小于等于500 kW 的小型微电源与负荷构成，并引入了基于电力电子技术的控制方法。电力电子技术是美国CERTS微电网实现智能、灵活控制的重要支撑，美国CERTS微电网正是基于此形成了“即插即用”(plug and play)与“对等”(peer to peer)的控制思想和设计理念。美国CERTS在文献中对其微电网的主要思想及关键问题进行了描述和总结，系统地概括了美国CERTS微电网的定义、结构、控制、保护及效益分析等一系列问题。目前，美国CERTS微电网的初步理论研究成果已在实验室微电网平台上得到了成功检验。由美国北部电力系统承建的Mad River微电网是美国第1个微电网示范工程，学者们希望通过该工程进一步加深对微电网的理解，检验微电网的建模和仿真方法、保护和控制策略以及经济效益等，并初步形成关于微电网的管理政策和法规等，为将来的微电网工程建立框架。 美国的微电网工程得到了美国能源部的高度重视。2003年，布什总统提出了“电网现代化”(grid modernization)的目标，指出要将信息技术、通信技术等广泛引入电力系统，实现电网的智能化。在 随后出台的“Grid 2030”发展战略中，美国能源部制定了美国电力系统未来几十年的研究与发展规划，微电网是其重要组成之一。在2006年的美国微电网会议上，美国能源部对其今后的微电网发展计划进行了详细剖析。 从美国电网现代化角度来看，提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制的多种电能质量需求、降低成本、实现智能化将是美国微电网的发展重点。CERTS 微电网中电力电子装置与众多新能源的使用与控制，为可再生能源潜能的充分发
智能微电网实验平台建设
智能微电网实验平台建设 未来能源革命成功与否的关键在于分布式能源生产管理技术和一体化能源存储解决方案。微电网系统中，光伏发电和风力发电的是目前应用较为广泛的清洁能源，智能型微电网是近年来的研究热点，目前，北美、日本和欧洲等国家已经在加快进行微电网的研究和建设，我国微电网相关的研究和实验系统建设多局限于理论研究和数字仿真，因此建设智能微电网实验平台将至关重要。 1、微电网实验平台建设现状 在不改变现有配电网结构下，对了减小间歇性分布式发电系统给传统大电网带来的冲击，美国CERTS组织最先提出微电网概念。微电网是把规模较小的分散独立系统，如燃气轮机、光伏发电、风力发电、电池、电力电子设备等并在一起直接与用户相连，大大减少了输电损耗和费用，保证了本地电压稳定和用电不间断，与大电网并联运行时，可以看作电网的可控单元，当大电网断电，也可以独立运行保证本地用户用电，提高了供电可靠性。 在微电网系统实验室建设方面，各发达国家已经完成很多项目建设。最早CERTS组织2001年在威斯康星大学建立了系统容量为200KW，电压等级280V/480V的微电网系统。 在智能微电网平台建设领域，相对国外实验室或示范工程，我国的差距较为明显，一是规模非常有限，如杭州电子科技大学微电网系统主要能供应两栋教学楼；二是缺乏实际应用，缺失针对某地区用户的实际运用。2015年7月，国务院批复同意设立《河北省张家口可在生能源示范区发展规划》，同意设立张家口可再生能源示范区，根据规划，到2020年，张家口示范区55%的电力消费来自可再生能源。这预示着我国正在逐步弥补与国外在微电网规模和应用上的差距。 2建设的必要性 2008年初的冰雪天气导致我国发生大面积停电，暴露了我国现有网架结构在供电可靠性上的缺陷，微电网以其灵活的接入方式，能够保证恶劣天气下的供电，可以作为现有骨干电网的必要补充，反观微电网技术从提出到现在的近15年里，我国在该技术上的突破仍然欠缺，尚处于起步阶段，如果需要大规模应用，还有很多技术难题有待解决，如电能质量问题、储能容量优化问题等。 随着新的电改方案逐步落实，国内智能型微电网建设逐步开展，我国在“十二五”期间微电网的市场规模随智能电网的建设，年均增长率在8%左右。2015年能源局发布《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》进一步提出了加快推进新能源微电网示范工程建设的机制。 因此，建立智能型微电网系统实验平台是微电网技术入科研和新能源发电专业学生实验教学的有效方法。 3、微电网试验平台建设 北京群菱专注于智能微电网实验平台的建设，针对微电网建设的难题，推出多个微电网实验平台： 1、微电网仿真试验研究平台—满足交直流混合微电网、关键设备检测、功能验证，有针对性开展微电网技术研究；
王成山--微电网分析与仿真理论83
第2章分布式发电系统模型 2）与其他分布式电源并联运行的接入系统模式 图2.71（b）给出了飞轮储能系统与其他分布式电源（如风机、光伏等间歇性电源）并联运行的接入系统模式。在这种接入模式下，飞轮是储存还是释放能量由分布式电源的运行情况和交流网络情况所决定。这种并网模式一方面可以有效减少间歇式电源功率波动对外部系统的冲击，另一方面也可以改善这类电源的可调度性。 当飞轮与风机并联运行是，假设风机的输出功率为P wind 风机与飞轮系统共同输出功率的参考值为P notal ，这里P notal 既可以是恒功率控制方式下的恒定参考功率，也可以是Droop控制中按照一定的比例关系分摊的功率不平衡量，还可以是恒压恒频控制中由频率控制得到的功率参考值，则飞轮的功率可设定为P ref =P wind -P notal, P ref可正可负。由于风速的变化，风机的输出功率是波动的。在正常风速情况下P notal =P wind ，P ref=0飞轮处于能量保持阶段，当风速变化时，P notal与P wind不再相等，其功率偏差值设定为飞轮的功率参考值P ref，当风速高于正常风速时P wind >P notal,P ref为正值，飞轮系统转速升高储存能量，当风速低于正常风速时 P wind >P notal,P ref为负值，飞轮系统转速下降释放能量。通过飞轮转速的变化即可实现能量的储存与释放，此时的风机与飞轮混合系统对交流网络不在显现出功率的波动特性。 当风速正常单要求混合系统向网络输出的功率变化时，例如当系统采取Droop控制或是恒压/恒频控制时，混合系统输出功率的参考值P wind 是变化的，而当系统采取恒功率输出时，输出的有功功率参考值P wind也可能需要根据系统调度信息进行改变，这些情况下，P notal的变化量都可通过飞轮相应调整储存或释放能量来完成。 在飞轮储能系统中，常用的内置点击有感应电机，开关磁阻电机，同步磁阻电 83
微电网的建模与仿真开题报告
电气工程系毕业设计 开题报告 课题名称：微电网建模及其仿真 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 年月日 微电网建模及其仿真 课题开题报告
1．课题来源 微电网的应用可就地将新型微电源和负荷结合起来进行协调控制和运行，有效缓解各种分布式电源直接接入电网的影响，并提供了环保、安全、高效、可靠的电能供应。 微电网的优点主要包括能够充分利用了分布式电源的分散性、位置灵活的优点，能够提供冷热电联产，充分挖掘了分布式电源的效率。微电网具有即插即用的特点。微电网可以作为一个可定制的电源，以满足用户多样化的需求，例如，降低网络损耗，增强局部供电可靠性，通过利用废热提高能源利用效率，支持当地电压，提供电压下陷的校正，或作为不可中断电源等。微电网能够孤网运行，它在特殊情况下能与大电网互为备用，极大地提高了电网的安全可靠性问题。微电网运行具有较强的经济效益。从用户来看极大地提高了能源利用效率使用冷热电联产，能源热效率能从提高到左右从投资者的角度来说微电网更环保、投资成本和运行成本更低，更能适应终端用户能源需求变化。 2．国内外的研究现状 （一）国内外微电网的发展 目前国内在微电网应用方面应用最为广泛、前景最为明朗的，应该首推冷热电三联产技术。因为对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂来说，都存在供电和供暖或制冷需求，很多都配有发电设备，这些都是冷热电三联产的多目标分布式供能系统的广阔市场。 提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源的利用，是解决中国经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间的矛盾的必然选择。采用微电网技术有助于充分利用各地丰富的清洁和可再生能源，向用户提供“绿色电力”，是实现“节能减排”目标的重要举措。《国家中长期科学与技术发展规划纲要一年》中明确提出要大力开展“可再生能源低成本规模化开发利用”以及“间歇式电源并网及输配技术”开展微电网研究符合国家的需求，虽然目前国内对微电网的研究基本还处于起步阶段，但微电网的特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国具有广阔的前景。 目前国家多所高校和科研院所已对微电网展开了相关研究，己在微电网的控制策略、储能技术、电力电子技术等方面取得了不错的进展。其中中国科学院电工研究所承担的“计划”、南方电网公司和天津大学等单位承担的“计划”、杭州电子科技大学和合肥工业大学等单位建立的小型微电网实验研究系统等都为微电网技术的发展提供了系统的理论研究和工程实践验证。为微电网的研究积累了经验。 美国最早提出了微电网概念〔，近年来，其微电网研究已取得了较大的进展，多项示范工程己经建立。其研究的重点主要集中在提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制的多种电能质量要求、实现智能化和降低成本等方面。美国电气技术可靠性解决方案联合会首次对微电网在经济性、可靠性及其对环境的影响等方面进行了分析研究。其提出了较为完整的微电网概念。所提出的微电网主要考虑了当微电网和主网因为故障突然解列时，微电网能够自动解列转入孤岛运行，并维持对自身内部负荷的电能供应，直到故障排除。的微电网设计理念是单点并网不上网、不采用快速电气控制、提供多样化的供电可靠性与电能质量、可以无缝
2017电赛微电网模拟系统方案
微电网模拟系统 -参考论文 --by电子狂牛
中文简要 本文论述是一种采用STC15F2K60S2单片机为核心的SPWM逆变电源，单片机通过自然数查表法控制内部的3路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。其正弦波输出频率由单片机内部程序控制调节。另外本系统外接按键，按键能设定开始与停止。 关键词：SPWM，双极性调制，三相逆变，STC单片机
Design of a Single-phase Inverter Power Supply Abstract This article discusses a use PIC16F1937 microcontroller core of SPWM inverter, two internal microcontroller hardware PWM module generates SPWM pulse signal modulation scheme bipolar drive three-phase full-bridge inverter circuit controlled by a natural number look-up table, Output by the LC low-pass filter, and finally get a stable sine wave AC to the load. Its sine wave output frequency is adjusted by program control MCU. In addition the system external buttons and LCD screen, power button can be set to start and stop, the LCD screen can display real-time input voltage and output current, output sine wave frequency, so that the security and stability of the system has been greatly improved. Key words: SPWM, bipolar modulation, phase inverter, PIC microcontroller
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.360docs.net/doc/486610852.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
微电网仿真
第1章 微电网动态运行特性仿真分析 1.1 微电网系统仿真模型 本章在PSCAD/EMTDC 中建立了微电网模型。其中，大电网用25 MV A 的电压源代表，变压器变比为10.5 kV/0.38 kV 。微电网共带有4个微电源，包括2台燃气轮机，1座光伏电池组和1台异步风力发电机。仿真模型错误！未找到引用源。-错误！ 未找到引用源。 如图 1-1所示： MT1 e1r MT2 e1r PV e1r WD e1r Power A B P Q BRK1 Pmt1Qmt1 38[kW] 18 [kVAR] Power A B P Q Ppv Qpv BRK4 10[kW] Power A B P Q Pmt2Qmt2 BRK3 30[kW] 13 [kVAR] Power A B P Q Pwd Qwd BRK2 20[kW] P o w e r A B P Q Pload Qload BRK5 14[kW] 3 [kVAR] 燃气轮机1，70kW 风力发电机，20kW 燃气轮机2，60kW 光伏电池组，16kW Vrms f ph Freq/Phase Measurement f V_pu BRK0 P o w e r A B P Q Pgrid Qgrid #1 #2 BRK8 BRK7 BRK6 图 1-1 微电网系统仿真模型 馈线1：额定容量为70 kW 的燃气轮机一台，阻性负荷为38 kW ，感性负荷为18 kV AR 。联网时使用P/Q 控制，Pref 为40 kW ，Qref 为25 kV AR 。孤岛模式下采用U /f 控制。在下文中称为微型燃气轮机1。 馈线2：额定容量为20 kW 的异步风机一台，阻性负荷为20 kW ，带7.32 kV AR 的电容做无功补偿。 馈线3：额定容量为60 kW 的燃气轮机一台，阻性负荷为30 kW ，感性负荷13 kV AR 。联网和孤岛模式下均采用P/Q 控制，Pref=30 kW ，Qref=15 kV AR 。在下文中称为微型燃气轮机2。 馈线4：额定容量为16 kW 的光伏电池组一座，阻性负荷为10 kW 。联网和孤岛模式下均采用P/Q 控制，Pref 随着光照强度变化而改变，Qref 设置为0。 馈线5：一般负荷，阻性负荷为14 kW ，感性负荷为3 kV AR 。
微电网故障分析及保护配置开题报告
某某大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：微电网保护开题 学院（系）： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 如今化石能源逐渐枯竭及环境污染问题也日趋严重，寻找新的能源问题已经成为无可阻挡的事实。就电力行业而言，随着国家电网公司《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》的发布，分布式发电相关政策密集出台［1］。分布式发电具有投资省、发电方式灵活且不污染环境等优点，然而分布式电源( Distributed Generation，DG) 具有间歇性、随机性等特点，大量并网将会给电网带来诸多不利影响［3］。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［13］。但微电网的不断接入极大地改变了原来配电网的结构，必须对微电网的电能质量、控制方式以及保护方法等诸多问题进行深入研究。国内关于微电网保护的研究对于微电网的保护系统来说，其在并网和孤岛两种不同运行模式下故障电流存在巨大差异，这已成为保护整定和配置的一个难题。为此，有必要针对不同运行模式下的微电网开展精确的故障分析，从而为建立完整的微电网继电保护系统提供基础［6］。目前国内对于微电网研究主要有以下几个方面[11]： 1.在微电网并网模式和孤岛模式中采用相同的保护策略，通过相邻保护单元之间相互交换带方向的故障信息，确定故障范围，快速动作切除故障。 2.对配电网中常见的反时限过电流保护原理进行改进，在故障判据中加入低电压加速动作因子，实现无需借助通信的低电压反时限过电流微电网保护。 3.提出开发智能继电器测量线路两端的同步信息，实现微电网线路的差动保护。 4.设计了一种以工业控制计算机为核心的微电网保护系统，保护方案为利用采集到的电压参数和故障方向信息进行矩阵运算，通过运算结果判定并隔离故障区域。 5.采用以树图描述微电网的思想，将断路器看作图的边，以网络化数字保护为手段，提出了基于图模型的微电网边方向变化量矩阵保护算法。 6.针对微电网外部故障时正序分量、负序分量和零序分量关系实现故障选相，提出了基于故障分量和dq 变换的微电网单相接地故障识别方案。 7.从微电网作为一个小型发、配电系统的角度出发，提出了将微电网进行分
微电网系统与离网光伏发电系统对比
微电网系统与离网光伏发电系统对比 一、微电网 微电网系统是一种新型网络结构，是由分布式电源、负载、储能系统和控制装置构成的系统单元，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。 微电网系统是相对传统大电网系统的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过开关连接至常规大电网。 微电网系统中的核心装备即分布式电源以及储能系统，包括光伏并网逆变器、风力并网逆变器、柴油机、PCS以及BMS等。 近年来，随着微电网系统的快速发展，并网逆变器又被赋予了一种新的定义：分布式光伏电源。它可以作为微电网系统的主电源，成为整个微网系统最核心的技术之一，又由于其电源性质的特殊性（电流源），它又可作为微网系统的补充电源。PCS，即能源转换系统，是近来年兴起的一种的应用十分灵活、功能十分强大的新型分布式电源，也是一种储能系统。作为一种四象限运行的换流器，它既可以实现并网逆变功能，也可以实现并网整流充电功能，还可以实现离网独立逆变功能。 微电网系统中，各分布式电源的容量配置是有一定原则的，否则的话会造成电源过剩或者电源欠缺。
二、离网系统 离网光伏发电系统又称为独立光伏发电系统，主要由PV组件，DC/DC充电控制器、离网逆变器以及负载组成，具备独立供电及独立储能功能。离网光伏发电系统多应用于远离大电网的区域，例如戈壁、沙滩、海岛等地区。 离网逆变器属于无源型单相换流装置，只能运行于逆变状态，无法运行于整流状态。其主电路结构与并网逆变器是完全一致的，只是控制方式以及输入输出端的连接对象不同。离网逆变器（三相）的输出应为380V/Hz的交流电。 另外，太阳能电池不同于常规电池，它是一种可认为是恒流源的电池，其输出功率受光照、温度等诸多因素的影响。 三、微电网系统与离网光伏发电系统对比 （一）共性 都具备独立供电特性； 都需要储能系统； 都需要为蓄电池匹配最佳容量。 （二）区别 微电网系统属于有源系统，可以与大电网连接，离网光伏发电系统属于无源系统，不能与大电网连接；
基于MATLAB+的微电网仿真平台与负荷特性数据库的接口设计
基于MATLAB的微电网仿真平台与负荷特性数据库的接口 设计 颜艳丽１，李欣然１，李强２，李小菊１，徐长鸿１ （1．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙 410082；2．宜宾电业局，四川宜宾644000) 摘要：本文的微电网仿真平台和数据库分别采用MA TLAB/Simulink和SQL Server进行开发研制，使用MA TLAB M语言编程技术和ODBC(开放式数据库的连接)实现微电网仿真平台与负荷特性数据库之间的通信。以含燃料电池的微电网仿真平台的负荷特性数据存储在数据库为例，验证了本文设计的微电网仿真平台与负荷特性数据库之间通信接口的正确性与实用性。本文建立的微电网负荷特性数据库，能够方便地对微电网仿真数据进行各种查询和调用，便于从一个整体、长期的范围来对负荷特性进行比较、分析、综合和应用。为研究考虑分布式电源接入配网后对电网综合负荷特性的影响及其建模提供后台服务器和数据基础。 关键词：微电网；仿真建模平台；负荷特性；数据库访问技术 0 引言 微电网是将分布式电源纳入中低压配电网以解决未来能源问题及利用新能源、绿色能源的重要途径[1,2]。世界上很多国家都参与到微电网的研究和开发中，关于微电网的理论和实验研究已经取得了一定成果。由于微电网系统的复杂性和实际条件的限制无法获取实测微电网的数据，因此无论是研究其与大电网相互作用的机理，还是研究在各种扰动下的复杂动态行为，都需要有效的仿真手段，仿真实验能够节约成本，具有很强的可操作性。负荷特性对于研究考虑分布式电源接入配网后对电网综合负荷特性的影响及其建模至关重要，因此必须要建立负荷特性数据库。 目前常用的微电网仿真工具有MATLAB/Simulink，PSCAD/EMTDC，RTDS等[3]，本文使用MATLAB/Simulink作为微电网仿真的工具，而使用仿真工具的得到的微电网负荷特性数据比较多，需要一个存储容量大、建立和维护数据十分方便的数据库，而SQL Server能满足要求[4]。本文对MATLAB与SQL Server之间如 基金项目：国家自然科学基金项目（50977023）；湖南省自然科学基金重点资助项目(10JJ2043)何实现通信（如数据交换、查询、删除等）进行了研究，设计了两者之间的通信接口。本文建立的负荷特性数据库，能够很方便地对微电网仿真数据进行各种查询和调用，便于从一个整体、长期的范围来对负荷特性进行比较、分析、综合和应用。为研究考虑分布式电源接入配网后对电网综合负荷特性的影响及其建模提供后台服务器和数据基础。 1 负荷特性数据库设计原则 从微电网建模平台对数据库的要求而言，该负荷特性数据库必须安全可靠并且易于使用，要求提供大容量的数据仓库，支持大容量的数据调用且迅速；不同类型的微电网数据必须规定相应的数据格式模版；应当具有各类数据的自动引导入库功能；必须能够对各类数据方便地查询和删除；各数据模块均应能够方便地实现与微电网仿真建模平台的通信。 鉴于此，该仿真平台和数据库分别是用MATLAB/Simulink和SQL Server来进行开发研制的。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。SQL Server具有使用方便、易于安装、可伸缩性好、可靠性高与相关软件集成度高等优点，这种关系型数据库管理系统能够满足独立软件构建应用程序的需要。 2 MATLAB访问数据库技术——ODBC(开放式数据库的连接) ODBC(Open Database Connectivity)，即开放数据库的连接，是客户应用程序访问关系数据库的统一接口，提供了一组对数据库访问的统一的API(应用程序编程接口)[5]。这种接口提供了独立于任何的数据库管理系统编写应用程序的能力。