智能微电网控制技术研究
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智能微电网控制技术研究
作者：曹莹高云峰
来源：《科技风》2020年第03期
分布式能源与微电网技术
分布式能源与微电网技术 摘要：在现代城市化进程加快发展下，能源需求量逐渐增长。分布式能源和微 电网技术能促进城市的绿色化和清洁能源的应用，达到节能减排的目的，也能为 现代智能电网建设提供有效依据，保证电网的安全与稳定。 关键词：分布式；能源；微电网技术 在中国经济快速提升下，工业化和城镇化进程加快发展，其存在的能源安全 问题更为突出。尤其是二氧化碳带来的全球变暖问题，引起社会的关注。在该发 展背景下，对城市的建设思想和发展模式有序转变，加大力度引进风力发电、太 阳能发电模式等，促进整体的规模化发展。 一、分布式能源和微电网技术的研究意义 第一，加强对分布式能源和微电网技术的研究，能确保清洁能源的有效应用。基于太阳能、风能等多个形式清洁能源的应用，能保证能源的灵活接入和智能化 控制，将其应用到智能终端进行消费，促使低碳城市建设目标的实现。第二，加 强对分布式能源和微电网技术的研究，也能提升总体的供电可靠性。基于分布式 发电的投入以及微网的统一管理，在先进系统和设备下，为电网运行提供强大保障，促使电能质量更可靠。第三，分布式能源和微电网技术的研究，也能为其提 供双向互动用电服务模式。基于微网、智能家居和分布式发电，能为系统提供统 一接口，维护用户和电网之间的相互沟通和交流，也能使用户获得新的体验。加 强对分布式能源和微电网技术的研究，将其作为智能电网建设中的主要部分，是 新时期建设与发展下的主要模式，也承担者社会建设职责。其中的分布式能源， 在智能集成模式下，能保证接入系统的安全与可靠，也能确保微网更灵活。所以，加强对分布式能源和微电网技术的应用，是城市绿色、清洁能源推动和应用的主 要条件，在节能减排工作中，将其渗透到工作中，对电网的安全运行也具备十分 重要的作用[1]。 二、分布式能源和微电网技术的关键 （一）容量配置 清洁能源具备明显的间歇式能源特点，受到天气情况影响较大，电能的输出 波动大。基于对分布式能源和微电网技术的应用，能够在各个单位组成模式下， 对其容量有效配置，确保风能、太阳能相互应用，发电单位和储能单元之间也能 互补。在整个分布式能源和微电网中，结合时间功率，为其输出曲线，也能避对 电网产生的影响。通过对储能系统应用，对分布式能源和微电网技术有效调度， 以达到清洁能源的充分应用。比如：储能电池，能对分布式能源生产中存在的问 题有效解决，尤其是在较小负荷下，达到电能的储存目的。如果负荷较大，将释 放电能，保证系统的科学稳定运行。如：将储存电池和系统交流侧进行链接，基 于储能单元和发电单元的协调，为其提供对平滑分布式能源的波动，避免给电力 系统带来较大冲击，维护其稳定性。储能电池也能对当地的交流负荷需要无功功率、负荷电流谐波的获取，以免电压波动、闪变现象的发生，这样才能达到有效 的节能效率[2]。 （二）接入方式 结合当前的建设标准和规程，需要在谐波、电压波动和电压不平衡度上给予 全面控制和探讨，也要为分布式能源和微电网技术的应用提出合理对策。分布式 能源和微电网利用分布发电和集中并网接入方式来实现。集中并网多为直流母线 汇流、各个发电单元在电能控制模式下，将其转变为直流母线。基于逆变器，将
智能电网之微电网控制系统项目可行性研究报告
智能电网之微电网控制系统 智能电网之储能控制系统 特大型垂直轴风力发电系统 可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目名称及承办单位 (1) 1.2研究工作的依据和范围 (1) 1.3研究工作的重点 (2) 1.4推荐方案与研究结论 (3) 第二章项目背景与发展概况 (6) 2.1项目的提出 (6) 2.2项目的发展概况 (8) 第三章市场需求预测与建设规模 (9) 3.1产品现状及国际、国内市场概况 (9) 3.2建设规模 (37) 第四章建设条件与厂址................................................... 错误！未定义书签。 4.1原材料................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2供水 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3供电 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4供热....................................................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.5厂址 ...................................................................................................................................... 错误！未定义书签。第五章工程技术方案 (38) 5.1项目组成 (38) 5.2主要产品生产技术方案 (39) 5.3总平面布置及运输 (58) 5.4土建工程 (61) 5.5给水工程 (62) 5.6排水工程 (64) 5.7供电 (64) 5.8采暖和通风 (67) 第六章环境保护 (68) 6.1建设地点环境现状 (68) 6.2主要污染物和防治措施 (68) 6.3绿化 (68) 第七章节约能源 (69) 7.1设计依据 (69) 7.2节能措施 (69) 第八章职业安全卫生及消防 (70) 8.1设计依据 (70)
微电网是什么_微电网的概念及技术特点
微电网是什么_微电网的概念及技术特点 微电网的概念微电网（Micro-Grid）也称为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。 微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分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方式，使传统电网向智能电网过渡。 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、电压低以及污染小等特点。 由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业（热电联供）的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。 微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统，具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征，属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。因此，微
智能电网中微电网优化调度综述
智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。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，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。
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
智能电网技术考试习题
一、单项选择题（每题1分，共15分） 1.智能电网将使人们的生活（ A ）。 A．更便捷、更低碳、更经济 B. 更便捷、更舒适、更经济 C．更舒适、更低碳、更经济 D. 更便捷、更舒适、更低碳 2.建设坚强智能电网的战略框架可以简要概括为（A ）。 A．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节 B．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵 C．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵 D．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节 3. 电能质量检测和治理装置是（ B ）技术领域关键设备研制内容。 A. 发电 B. 配电 C. 用电 D. 调度 4. 智能发电主要涉及（ C ）等技术领域。 A. 可再生能源，新能源，大容量储能应用 B. 常规能源，可再生能源，清洁能源 C. 常规能源，清洁能源，大容量储能应用 D. 新能源，清洁能源，大容量储能应用 5. 上风向风机的特点是（ B ）。 A. 风电机组的转速随着风速的变化而变化 B. 必须安装调向装置来保持风机始终对准风向 C. 风速变化时，风电机组的转速几乎保持恒定 D. 风电机组无需调向装置，能够自动对准风向 6. 电化学储能分类中的液流电池的特点是（ B ）。 A. 技术成熟，成本低；寿命短，存在环保问题 B. 寿命长，可深度放电，便于组合，环保性能好；储能密度稍低 C. 比能量与比功率高；高温条件、运行安全问题有待改进 D. 比能量高，循环特性好；成组寿命有待提高，安全问题有待改进 7. 柔性交流输电技术是在传统交流输电的基础上，将（ A ）与（）相结合。 A. 电力电子技术，现代控制技术 B. 输电技术，现代控制技术 C. 电力电子技术，输电技术 D. 输电技术，控制潮流 8. 柔性交流输电装置种类较多，采用不同的电力电子器件，以不同的方式与电网连接，控制方式不同，功能也各具特点。其中静止无功补偿器（SVC）的控制方式为（A ）。 A. 触发相位控制 B. 脉冲宽度调制 C. 快速投切 D. 慢速投切 9. 输变电设备状态监测系统中，（ C ）的各类输变电设备状态监测装置负责采集状态监测
西南大学2018年秋季[1156]《智能电网与微网》参考答案
西南大学网络与继续教育学院 课程代码： 1156 学年学季：20182 单项选择题 1、电力骨干通信网按网络类型可划分为传输网、业务网和（） .信息安全网 .支撑网 .通信网 .智能网 2、 中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（） .全补偿 .欠补偿 .过补偿 .有时全补偿 3、2.通过改变变压器变比，实质上（） .改变了电力网的无功功率分布 .改变了电压损耗的数值 .改变了负荷变化时次级电压的变化幅度 .增加了整个电力系统的无功功率容量 4、
分析简单系统的暂态稳定性可以应用（） .小干扰法 .等耗量微增率准则 .等面积定则 .对称分量法 5、关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是( ) .适用于用户对电压要求不高的场合 .适用于供电线路不长的场合 .低谷负荷时允许中枢点电压略低 .高峰负荷时允许中枢点电压略低 6、 三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（） A一相中出现 B同时在两相中出现C三相均不出现 D只有故障相出现其它相不出现 .一相中出现 .只有故障相出现其它相不出现 .三相均不出现 .同时在两相中出 7、智能电力需求侧管理在传统电力需求侧管理的基础上被赋予了新的内涵，主要包括（）
. A. 自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、能效电厂. E. 自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效电厂 .自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、集中终端 .自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断 8、 电力系统中PQ节点的数量（） .少量的 .大量的 .只有一个 .全都是 9、 电力系统的频率主要决定于( ) .有功功率的平衡 .电压质量 .电流的大小 .无功功率的平衡 10、适合新能源接入应用的储能技术主要是抽水蓄能、压缩空气储能和（） .电化学储能 .相变储能
智能电网特点浅析
智能电网特点浅析 摘要：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，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，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。 关键词：智能电网技术电能 一．概论 针对电力系统在新世纪面临的分布式电源并网、电网利用系数低以及数字化技术的广泛应用等诸多挑战，北美和欧洲提出智能电网的概念，并展开了相关的研究工作。 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，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的使用目标，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。 与传统电网相比，智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系结构，通过集中于分散相结合的模式，灵活变换网络结构、智能重组系统构架、优化配置系统效能、提升电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网运营理念和体系。 智能电网将实现对电网全景信息（指完整、准确、具有精确时间断面、标准化的电力流信息和业务流信息等）的获取，以坚强、可靠的物理电网和信息交互平台为基础，整合各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流的动态分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。 智能电网的核心是实现对电网运行的快速响应，提高与分布式能源的兼容能力，从而提高整个系统的经济型、可靠性和安全性。 二．智能电网的主要特征 1 自愈 自愈是智能电网的一个突出特征，也是电网安全可靠运行的重要保证。它是指对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害，无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问
智能电网的现状和和发展趋势
题目智能电网的现状和发展趋势 姓名卢乾坤学号2012416464 院系工学院 专业电气工程及其自动化 指导教师蔡彬职称教授 2014 年12 月12 日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言（或绪论） (2) 一、中国智能电网的现状和发展趋势 (3) （一）中国智能电网产业研究的目的和背景 (3) 1．我国向智能电网发展的意义 (3) 2．我国开发智能电网的背景 (4) 中国智能电网技术的进展和趋势 (4) 二、国外智能电网的现状和发展趋 (4) （一）美国进行智能电网改造 (4) （二）欧盟智能电网的发展趋势 (5) （三）日本大力发展智能电网 (5) 致谢 (6) 参考文献 (7)
智能电网的现状和发展趋势 电气信息与自动化学生卢乾坤 指导老师蔡彬 摘要：从智能电网的概念和功能出发，简介我国发展智能电网的意义，发展智能电网的大背景和社会物质文化条件以及当前智能电网技术进展和趋势，要努力的方向；分别简单介绍美国、日本、欧盟对智能电网发展的重视，一系列政策的实施，以企业对智能电网的发展领域和方向以及相关科研单位对智能电网研究的方向和趋势。 关键词：智能电网、发展趋势、发展意义、技术 The Status Quo and Development Trend of the Smart Grid Student majoring in electrical information and automation LuQiankun Tutor CaiBin Abstract：Starting from the concept and function of the smart grid, the introduction, the significance of the smart grid development in China, the development of smart grid, the background and social material and cultural conditions as well as the current smart grid technology, progress and trends to direction; Simple introduction to the European Union to the attention of the smart grid development in Japan, a series of policy implementation, to enterprise and direction in the field of smart grid development, and related scientific research units of the smart grid research direction and trend Key words: smart power grids, development tendency, implication of development technique
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
智能电网中的三级电网构架及微电网研究
智能电网中的三级电网构架及微电网研究张晓东1，杨军2，孙元章2，贺继峰2，程哲2 （1．河南电力试验研究院，河南省郑州市450052； 2．武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市430072） Research on Three-level Power Grid Configuration and Its Micro-Grid in Smart Grid ZHANG Xiao-dong1，Y ANG Jun2，SUN Yuan-zhang2，HE Ji-feng2，CHENG Zhe2 （1．Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou 450052，Henan Province，China； 2．School of Electrical Engineering，Wuhan University，Wuhan 430072，Hubei Province，China） 摘要：2020年，我国将全面建成统一的坚强智能电网，电网的资源配置能力、安全稳定水平将显著提高，如何解决电网的安全稳定性与脆弱性成为实现坚强智能电网的关键。文章针对我国电网的特点，从安全性和灵活性角度出发，提出了基于输电网–配电网–微电网的三级电网构想。从三级电网的基本网络架构和电源配置出发，着重讨论了微电网的建设、构成、特征和作用，进而分析了微电网的规划、应急调度、动态分析、保护、控制、电能质量、评估等相关技术问题。 关键词：智能电网；三级电网；微电网；安全 0 引言 随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端日益突出。近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故，电网的脆弱性暴露得很充分。2008年年初，我国发生了大面积冰雪灾害天气和5.12汶川大地震，这对相应地区的电力系统造成了严重破坏。为了保证我国能源和电力的可靠供应，实现电力工业与环境的可持续发展，满足经济社会快速发展的用电需求，国家电网公司提出了立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展战略。 为了建设统一坚强的智能电网，必须对各电压等级电网的电源分布、电源规模、电源结构进行全面统筹规划，形成布局合理、综合、完善的结构体系。本文提出建立基于输电网络、配电网络和微电网的三级电网构想，并从安全性和灵活性角度出发，规划电网大电源、应急电源的配置以及电网结构的建设，重点对微电网的建设、构成、特征等相关问题进行讨论，力求进一步提高电力系统应对灾害事故的能力[1-7]。 1 三级电网的基本结构及其电源配置情况 智能电网的建成会使系统整体的资源配置能力得到增强，但是系统各部分和各环节之间的相互依赖度大大提高，构成系统的众多设备、元部件故障，导致系统可靠性下降的概率也大大提高。为了保证电力供应的安全性和可靠性，应该使大、小电源合理布局和配置，在发展大机组集中发电、大容量、远距离输电的同注重电网的分层、分区，鼓励资源就近配置，电力负荷就地平衡，以尽可能降低远距离送电的安全风险，减少不必要的输电损失。2007年我国线损率为6.85%，有2223亿kWh电量在传输过程中损失。在负荷中心应该建设必要的支撑电源，确保在失去区外来电的情况下，保障负荷中心重要设施和基本负荷的电力供应。 电网结构是电力系统安全稳定运行的基础。合理的电网结构必须是各电压等级电网与电源分布、电源规模、电源结构统筹规划布局合理的、综合的、完善的结构体系。因此，在电源和电网规划设计阶段，要研究应对大风雪、冰雨、地震等自然灾害以及恐怖活动、战争等对电网安全的影响，高度重视电网结构布局的安全性及灵活性。国外大电网恶性事故，表面上很多是恶劣的自然灾害造成的，然而在某种程度上电网结构不合理是其根本原因。电网规模较小时，电源布局对电网结构起重要作用。随着系统规模的不断扩张，特别是智能电网的不断建设，电厂的作用相对弱化。因此，根据电网结构在
3微电网运行控制技术
微电网运行控制技术
国网电力科学研究院 2011.07.13
吴福保 (wufubao@https://www.360docs.net/doc/855566893.html,)
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报 告 内 容
n 微电网的起源/定义/特征 微电网的起源/定义/ n 微电网系统的典型结构 n 微电网监控系统体系架构 n 微电网运行控制与模式切换 n 国网电科院微电网相关工作 n 国外微电网试点工程介绍
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1. 微电网的起源、概念、特征
1.1 微电网的起源
n 大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源(DR)
简单并网运行对电网和用户造成的冲击。
u 电能质量问题 u 间歇性分布式发电（DG）控制困难 u 安全保护……
风力发电
建筑光伏
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1. 微电网的起源、概念、特征
1.1 微电网的起源
n 微电网作为分布式电源
接入电网的一种组织形 式具有积极的作用
u 实现多类型分布式电源
的协调控制
u 提高供电可靠性，满足
特定用户的供电服务要 求 源简单并网对电网的不 利影响……
u 减小高渗透率分布式电
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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
微电网技术进展及其对实现智能电网的影响
随着传统能源供给的不断紧张，环保压力的不断增大和电力市场对电能质量和供电可靠性要求的不断提高，人们开始对传统发电模式进行反思，并对分布式发电技术（Distributed Generation，DG）进行了重新认识。DG就是将发电设备安装在配电网络或者用户侧的发电技术［1］。因其相对于传统发电技术在提高系统稳定和电能质量方面的潜在价值而受到了越来越多的关注。并结合能源利用率等方面的考虑，人们还由DG进一步引申出分布式供能（DERs）的概念。 DERs就是把太阳能发电设备、小型风力发电机和其它形式的可再生能源发电装置（如地热能和生物质能）、热电存储设备以及可控负荷同采用热电联产技术（CHP）的DG结合起来为用户提供电能和热能的产能技术。从环境保护的角度来看，由于DERs广泛采用了各种提高能源利用率的新技术、新概念，以及突出对可再生能源的利用，它对降低有害气体排放具有明显的意义。分布式功能系统紧邻负荷区，可运用往复式电机、微型燃气轮机和燃料电池通过CHP的形式同时向用户提供电能和热能服务，在提高能源利用率方面具有传统火电厂无法企及的优势。传统的火力发电能源利用率在33%左右，一般CHP的效率在60%左右。而美国UPC （United Power Company）开发出的冷热电联产（CCHP）装置PureComfort能将能源利用率提高到90%，功率达到了500kW。欧盟计划将可再生能源的发电量在2030年从现在的13%提高到26%。从电能安全性角度看，由于分布式供能技术靠近负荷，它可以显著提高相关用户对电能质量和可靠性的要求。此外，在降低输电线路损耗，减缓系统的扩建等方面也具有潜在价值。 尽管DERs具有如此多的优点，但是由于它所涉及的发电设备容量小（2kW~10MW）、数量多，惯性时间常数小，以及广泛使用储能元件等特点，传统的DERs已暴露出许多不足之处。当这些基于电力电子技术的分布式发电设备接入电网的数目达到一定程度时，它们会对电网的暂态稳定产生不良 微电网技术进展及其对实现智能电网的影响Research Progress of MicroGrids and Its Influence on the Realization of SmartGrids 杨柳袁志张晓冬曹敦 四川省电力公司超（特）高压运行检修公司四川成都610041 【摘要】传统的配电网在接入分布式发电机后，分布式发电设备数量的增加将对原有系统在控制和保护方面产生严重影响。微电网就是针对这一问题提出的一种解决方案。要实现微电网安全稳定运行，控制和保护是其中的两个关键问题。本文首先介绍了微电网的基本概念，然后针对微电网的具体特点，阐述了与微电网相关的控制和保护技术的研究进展。最后，通过对比微电网和智能电网的特点，说明了微电网在实现智能电网中的特殊意义。 【关键词】微电网分布式发电控制保护智能电网 【中图分类号】TM727【文献标识码】A 收稿日期：2011-05-15 作者简介：杨柳（1982-），女，助理工程师，主要研究方向：智 能电网技术。
微电网运行控制与保护技术
第一章引言 随着电力需求的不断增长，集中式大电网存在一些弊端：成本高，运行难度大，难以满足越来越高的安全性和可靠性要求，尤其是近几年来世界范围内接连几次发生大面积停电事故以后，大电网的脆弱性充分暴露出来，国际上的专家得出一个结论——发展分布式电源比通过改造电网来加强更加简洁、快捷。分布式发电具有污染少，能源利用率高、安装地点灵活等优点，与集中式发电相比，节省了输配电资源和运行费用，减少了集中输电的线路损耗。随着分布式发电渗透率的增加，其本身存在的问题也凸显出来，分布式电源单机接入成本高、控制困难。一方面，分布式电源相对大电网来说是一个不可控源，在分布式电源并网标准中规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，这就大大限制了分布式能源效能的充分发挥；另一方面，目前配电系统所具有的无源辐射状运行结构以及能量流动的单向、单路径特征，使得分布式发电必须以负荷形式并入和运行，即发电量必须小于安装地用户负荷，导致分布式发电能力在结构上受到很大限制。 随着新型技术的应用，尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展，微电网的概念出现了。微电网充分发挥了分布式发电的优势、消除分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种新的分布式能源组织方式和结构。微电网将额定功率为几十千瓦的发电单元——微源（MS）、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个可控单一的单元，同时向用户提供电能和热能。总之，对于电力企业，微电网可视为一个简单的可调度负荷，可以在数秒内做出响应以满足传输系统的需要；对于用户，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。 由于世界各国发展微电网的侧重点不同，所以对微电网的定义也有所差别。以（CERTS）为例，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，并提供必需的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户对电能质量和供电安全等要求。欧洲、美国及日本等发达国家都已经完成微电网的基础理论研究，初步建立了分布式能源和微电网的模型和试验工程:美国多兰技术中心微电网试验平台，日本青森县微电网示范工程等，我国对微电网研究尚处于起步阶段，国内一些知名大学展开了对微电网的研究，如，清华大学和辽宁高科能源集团合作，在国内率先将微电网应用到实际工程中。
微电网技术研究与发展
微电网技术研究与发展 ---wjh 整理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能的影响。按传统方法当电网出现问题时，要确保联网的分布式电源自动停运，以免对电网产生不利的影响。而CERTS 定义的微电网要设计成当主电网发生故障时微电网与主电网无缝解列或成孤岛运行，一旦故障去除后便可与主电网重新连接。这种微电网的优点是它在与之相连的配电系统中被视为一个自控型实体，保证重要用户电力供应的不间断，提高供电的可靠性，减少馈线损耗，对当地电压起支持和校正作用。因此，微电网不但避免了传统的分布式发电对配电网的一些负面影响，还能对微电网接入点的配电网起一定的支持作用。 1.2欧洲微电网的研究 欧洲提出要充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。微电网以其智能性、能量利用多元化等特点也成为欧洲未来电网的重要组成。目前，欧洲已初步