电网基础知识总结

分布式发电：
分布式发电（Distributed Generation，简称DG）：通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。

主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等。

分布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。

微网：微网是相对传统大电网的一个概念，系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，并通过静态开关关联至常规电网；也译为微电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，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。

是智能电网的重要组成部分。

微网控制的主要问题：必须能维持自己的电压和频率，维持微网暂态稳定。

智能电网：智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。

智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，其技术大致可分为四个领域：高级智能电网量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。

逆变器：逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。

它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

其核心就是将直流电压转换成交流电压的过程。

在转变的过程中，不停地转换直流电的正负极连接，从而形成方向变化的交流电。

所以，逆变器的关键部件是桥接开关(晶体管元件)，这个开关桥的一侧连接输入的直流电源，在另一侧连接交流电网。

在工作过程中，只有两个相对的开关可以同时关闭。

由于这样输出的电流是方波，且强度没有变化，因此需要在输出端安装一个具有铁芯的电感器，用以将输出电流控制成为正弦波形状。

桥的断开采用脉冲过程进行，从而形成与脉冲相关的较小电流分量。

这样的电流分量可以对电感器的电流进行控制。

广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等
静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。

分为转换型和并机型两种。

转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。

孤网：孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量电网。

最大单机容量小于电网总容量的8%的电网，可以称为大电网；机网容量比大于8%的电网，统称为小网；孤立运行的小网，称为孤网，孤网可分为以下几种情况。

网中有几台机组并列运行，单机与电网容量之比超过8%，称为小网。

网中只有一台机组供电，成为单机带负荷。

甩负荷带厂用电，称为孤岛运行工况，是单机带负荷的一种特例。

孤网运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，
以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。

这就是通常所说的一次调频功能。

运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。

这种调整通过操作调速系统的给定机构来完成，成为二次调频。

由于孤网容量较小，其中旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小，要求机组的调速系统具有更高的灵敏度，更小的迟缓率和更快的动态响应。

并网：是指将发电机同步并入电网，以向电网输出电能。

发电机并网的条件发电机的频率与系统频率相同。

发电机出口电压与系统电压相同,其最大误差应在5%以内。

发电机相序与系统相序相同。

发电机电压相位与系统电压相位一致。

控制策略：
有功功率和无功功率：在电感和电容等储能元件的交流电路中，没有能量的消耗，只有电源与电感元件间的能量交换，这种能量互换的规模，用无功功率Q来衡量，单位为乏和千乏。

既是往返于电源与储能元件之间的功率为Q。

电容性无功功率去负值，电感性功率取正值。

一个周期内电路消耗电能的平均速度，即瞬时功率的平均值，成为平均功率，既是有功功率P，一般为阻性负载消耗掉的。

恒功率控制（PQ）：控制目的是使分布式电源输出的有功和无功功率等于其参考功率。

适合小容量微网并网控制及最大功率跟踪的实现。

下垂控制（droop)：利用分布式电源输出有功功率和频率呈线性关系而无功功率和电压幅值成线性关系的原理而进行控制。

基于下垂特性的电压电流控制在微网运行模式或结构发生变化时，可以很好地实现负荷功率共享，以维持微网频率和电压的稳定。

此控制策略既可以在并网模式下运行，也可以在孤岛模式下运行。

恒压恒频控制（V/f )：基本思想是不管分布式电源输出功率如何变化，
其输出电压的幅值和频率一直维持不变 通常用于孤岛模式。

坐标的变换：
一． 由三项坐标系变换到两相旋转坐标系
1. 三相到两相静止坐标系的变换
首先，确定三相电压的相序：
cos()
2cos()3
4cos()3A m B m c m u U wt u U wt u U wt ππ==-
=- 在坐标图上表示三相到两相静止坐标系上的变换，如图所示： A
u B u C
u α
β
由上图，我们可以将A u 、B u 、c u 转化到两相静止坐标系上，具体
等式如下：
211()322233()322A B C B C u u u u u u u αβ⎧=--⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩
插入系数2、3是为了保证两相坐标系中合成矢量的模与各相电压的模相同。

2. 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换
我们知道，在两相静止坐标系中，合成矢量是旋转的，我们令旋转坐标系的d 轴与旋转矢量重合，则可将其转换到旋转坐标系中。

坐标变换如图所示： βθ
d
q
此时，我们可以得到，两相静止坐标系到两相旋转坐标系的公式，其中θ一般取为A 相的相角。

cos sin sin cos d q u u u u αβθθθ
θ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦
⎣⎦ 解耦控制： 耦合是指两个或两个以上的体系或两种运动形式间通过相互作用而彼此影响以至联合起来的现象。

解耦就是用数学方法将两种运动分离开来处理问题，常用解耦方法就是忽略或简化对所研究问题影响较小的一种运动，只分析主要的运动。

解耦系统的目的是寻求适当的控制律，使输入输出相互关联的多变量系统实现每一个输出仅受相应的一个输入所控制，每一个输入也仅能控制相应的一个输出。

实现系统的解耦有两种方法： 1.前馈补偿器解耦 2.状态反馈解耦。