新能源及可再生能源并网发电规模化
风电、光伏等新能源发电并网调度制度
03
风电、光伏等新能源发电并 网调度制度
并网调度制度的实施原则
公平性原则
稳定性原则
所有并网发电主体应遵循公平、公正的原 则，按照调度指令进行发电调控，不得有 任何形式的歧视或优待。
并网调度制度应确保电力系统运行的稳定 性，防止因新能源发电的随机性和间歇性 导致的系统波动。
经济性原则
协调性原则
在保障系统安全稳定运行的前提下，应充 分考虑发电成本，合理调度，提高电力系 统的经济性。
02
并网调度制度概述
并网调度制度的定义与特点
定义
并网调度制度是指对并网运行的 风电、光伏等新能源发电系统进 行统一调度、管理和控制的制度 。
特点
以保障电网安全稳定运行为首要 任务，同时实现新能源发电的高 效利用和优化配置。
并网调度制度的重要性
保障电网安全
通过统一调度和管理，确保新能源发电系统与电网的协调运行， 降低运行风险，提高电网的稳定性和可靠性。
案例二：某地区光伏发电并网调度实践
总结词
技术应用、经济性与环境影响
详细描述
该地区光伏发电并网调度实践在提高光伏电站的利用率、降低弃光率以及优化调度运行方面取得了显 著成果。同时，也面临着光伏发电波动性、经济成本和环境影响等方面的问题。
案例三：新能源发电并网调度技术的创新应用
总结词
技术发展、应用前景与政策支持
VS
详细描述
随着新能源发电技术的不断发展，该地区 在新能源发电并网调度技术方面进行了创 新应用，如采用人工智能、大数据和云计 算等技术提高调度效率和安全性。同时， 政策支持对于新能源发电并网调度技术的 发展和应用也起到了积极的推动作用。
THANKS
风电、光伏等新能源发电并网调度制度
国家能源局关于实行可再生能源发电项目信息化管理的通知-国能新能[2015]358号
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国家能源局关于实行可再生能源发电项目信息化管理的通知正文：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------国家能源局关于实行可再生能源发电项目信息化管理的通知国能新能[2015]358号各省（区、市）、新疆兵团发展改革委（能源局），各派出机构，国家电网公司、南方电网公司、内蒙古电力（集团）有限责任公司，各地方独立电网企业，中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、国家电力投资集团公司、中国神华集团公司、中国长江三峡集团公司、华润集团公司、中国节能环保集团公司、中国广核集团公司，水电水利规划设计总院（国家可再生能源信息管理中心）：为贯彻落实《国务院办公厅关于创新投资管理方式建立协同监管机制的若干意见》(国办发〔2015〕12号)、《国务院办公厅关于运用大数据加强对市场主体服务和监管的若干意见》（国办发〔2015〕51号）、《国家能源局关于推进简政放权放管结合优化服务的实施意见》(国能法改〔2015〕199号)等文件要求，提升新能源行业管理水平，建立健全事中事后管理机制，规范可再生能源电价附加补助资金管理，现就实行可再生能源发电项目信息化管理工作的有关要求通知如下：一、享受国家可再生能源电价附加资金补贴政策的新能源发电项目及其配套送出工程均纳入国家能源局可再生能源发电项目信息管理平台（登录国家能源局官方网站，以下简称“信息平台”）管理，包括风电、光伏发电、太阳能热发电、生物质发电、海洋能发电等已建成、在建和新建项目及其配套送出工程。
信息平台是国家能源局信息管理系统的重要组成部分，由国家能源局委托国家可再生能源信息管理中心负责日常运行维护，信息平台相关数据版权和解释权归国家能源局所有。
新能源发电对电网影响
风力发电接入电网对电网安全性的影响（电71李剑楠）摘要：近年来，风能作为一种清洁的可再生能源成为化石能源的最优替代品之一。
随着世界范围的风电大规模兴起，我国的风电也步入快速发展阶段。
然而，由于风电的随机波动性和其他与传统发电形式不同的特点，风电并网运行给电网的安全稳定运行带来了很大影响，尤其是随着风电穿透功率不断增加，风电对电网安全性的影响引起人们的高度重视。
关键词：风力发电，并网，安全性，稳定性，波动性，电能质量1.背景进入21世纪，世界范围的环境问题和能源短缺双重危机日益加深，开发利用新能源已经成为世界能源可持续发展战略重要组成部分。
风力发电是本世纪重要的绿色能源，是化石能源发电的重要替代能源之一。
目前，风力发电是最成熟且最具规模化发展潜力的可再生能源发电技术之一，且风能分布广泛，因此受到各国特别是能源消耗大国的重视。
近年来，众多国家正推动风力发电快速发展，装机容量所占比重逐年增加[1]。
1.1.我国风力发电现状我国幅员辽阔，海岸线较长，风能资源蕴含丰富。
根据气象部门统计资料计算，可开发陆地风能资源10米高度大约为253GW，可利用海洋风能资源大约为750GW，总可开发利用风能资源约为1000GW[2]。
我国政府高度重视开发利用风能资源，把开发利用风能资源作为推动环境保护、改善能源结构、保持社会和经济可持续发展的重大举措，并将风力发电作为风能资源开发和利用的最主要方式[1]。
从2004年开始，我国的风力发电进入了快速发展期，近年来风电特许权项目的实施以及2006年1月1日《可再生能源法》的颁布，极大地推动了我国风电的规模化和产业化发展[1]。
随着风电机组技术的发展以及中国政府对可再生能源事业的重视，有越来越多的大型风电场开始接入电网[3]。
为了更好推动我国风电事业的发展，有效利用内蒙古、甘肃、新疆等地区丰富的草原和荒漠资源，国家发改委提出了按照“建设大基地、融入大电网”的要求，在沿海地区和“三北”地区建设大型和特大型风电场，规划建设若干个百万千瓦级风电基地的发展目标，打造“风电三峡”，在其它地区，因地制宜发展中小型风电场[4]。
我国近年新能源发电并网情况
我国近年新能源发电并网情况16009626 康雨翔通过学习时斌老师的讲座，我对新能源电力近年来的发展有了较深的认识，课后通过请教电气的学长和借助网络，我从三个比较浅显的角度对我国近年来新能源发电并网状况稍作阐述：一、中国可再生能源发电发展现状2011年中国可再生能源发电（水电、风电、太阳能发电、生物质发电）和生物液体燃料等计入能源统计的商品化可再生能源利用量达到约2.6亿吨标准煤，约占当年一次能源消费总量（32.5亿吨标准煤）的7.9%。
如果计入沼气、太阳能热利用等非商品可再生能源，可再生能源年利用量总计2.9亿吨标准煤，约占当年一次能源消费总量的9%。
主要可再生能源产业发展情况如下。
（1）水电：中国水电技术成熟，装机容量和产业规模均位居世界前列。
2005年后，水电年新增装机均在2000万千瓦左右。
到2010年底，水电装机总容量达到了2.13亿千瓦，当年发电量6863亿千瓦时，占全国总发电量的16%，占全国能源消费总量的7%，是目前中国可再生能源的支柱。
（2）风电：中国风电已经进入规模化发展阶段。
自2006年，风电装机容量连续四年翻番， 2009年和2010年，中国年新增风电装机量均排名世界第一。
到2010年底，风电吊装容量达到4400多万千瓦，并网容量3100万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，占全国总发电量的1.3%。
海上风电建设2009年开始启动。
在市场需求和竞争的推动下，中国国风电设备制造业技术升级和国际化进程加快。
目前1.5-2兆瓦风电机组形成充足供应能力，3兆瓦风电机组已投入商业运行，5-6兆瓦风电机组样机已下线。
风电未来进一步规模化发展需要解决并网和消纳问题。
（3）太阳能发电：得益于国际市场尤其是欧洲市场的推动，中国太阳能光伏产业在2005年后迅速发展，从硅材料到光伏系统集成的光伏全产业链基本形成。
2010年中国光伏电池产量占全球市场的50%。
2009年后，由于光伏发电成本显著下降，中国开始启动太阳能发电市场，2011年新增光伏发电容量55万千瓦，总装机容量86万千瓦。
微电网你并网运行
摘要微电网为新能源并网发电规模化应用提供了有效技术途径，微电网技术可以对分布式电源进行有效管理，降低分布式电源对大电网安全运行的影响，有助于实现分布式电源的“即插即用”，同时可以最大限度地利用可再生能源，符合我国新能源发电和可持续发展战略的要求。
随着微电网技术不断发展的新需求，微电网中微电源的协调控制、微网运行模式切换等诸多问题亟待解决，因此，本文将从微电网的控制系统角度进行研究，以实现微网技术的规模化应用。
首先，本文系统详细的阐述了微网主要的整体控制策略以及微电源逆变器接口侧的控制方法，并对各种控制策略的工作原理、适用范围以及优缺点进行分析；其次，提出了基于P-f /Q-V下垂控制的微网功率最优分散协调控制方法。
针对微电网功率分配因微电源到负荷线路的影响而分配不合理的问题进行了深入的研究;分析了传统P-f /Q-U下垂控制的缺点，给出了P-f/Q-V下垂控制方法，建立了微网的数学模型，通过部分输出量反馈最优分散协调控制方法，使微网在实现微电源功率合理分配的基础上，保证电压和频率处在正常范围内，仿真结果表明微电网在输出有功功率分配不受影响的前提下，输出无功功率的分配情况得到明显的优化，而且微网始终处于稳定运行状态。
最后，提出了将对等控制与主从控制相结合的控制策略。
针对微网运行模式转换时存在的问题，给出了符合我国国情的微电网运行模式转换的条件，通过分析对等控制以及主从控制在微网运行模式切换时的优缺点，提出了将两者相结合的控制策略，并结合控制器状态跟随的平滑切换控制方法实现了微网运行模式的平滑、可控切换，减小了切换过程对微网的冲击，通过仿真实验验证了该控制策略的可行性。
关键词:微网;功率分配;协调控制;并网运行模式;孤岛运行模式目录摘要目录第1章绪论1.1课题研究背景1.2微电网的研究现状与前景1.2.1微电网的定义1.2.2国内外微电网的研究现状与概况1.3微电网运行控制研究现状与发展趋势1.3.1系统控制层面1.3.2分布式电源控制层面1.3.3微电网运行层面1.4本文所做的工作第2章微电网内分布式电源仿真建模与特性分析 2.1光伏发电系统建模及仿真2.1.1光伏电池数学模型2.1.2光伏电池建模与特性2.1.3 MPPT最大功率点跟踪原理与建模2.1.4光伏Boost升压控制器2.1.5光伏发电系统特性分析2.2微型燃气轮机发电系统建模及仿真2.2.1微型燃气轮机系统结构2.2.2永磁同步发电机模型2.2.3微型燃气轮机的整流器的控制 2.2.4微型燃气轮机特性仿真2.3蓄电池模型2.3.1蓄电池通用模型2.3.2蓄电池双向DC仍C变换器2.3.3蓄电池系统充放电仿真分析 2.4本章小结第1章绪论1.1课题研究背景能源与工业生产、交通运输、国防建设以及人类的日常生活各方面息息相关，在社会发展的进程中扮演着至关重要的角色。
电力系统新能源并网对能源发展及电价的影响分析
电力系统新能源并网对能源发展及电价的影响分析近年来，全球范围内对清洁能源的需求不断增加，同时，新能源技术的快速发展为能源行业带来了新的机遇与挑战。
电力系统新能源并网作为推动可再生能源利用的重要手段之一，对能源发展和电价产生了深远的影响。
本文将从能源供应、环境保护及经济效益三个方面进行分析，探讨电力系统新能源并网对能源发展及电价的影响。
首先，电力系统新能源并网对能源供应方面产生了重要影响。
随着新能源装机容量的快速增长，清洁能源开始逐渐取代传统燃煤发电等高污染能源的地位。
新能源并网使得清洁能源与传统能源之间实现了补充与互补，提高了能源供应的多样性和稳定性。
新能源的高可再生性使得能源供应更加可持续，有助于减少对有限资源的依赖，并降低了能源供应风险。
此外，电力系统新能源并网还促进了地区之间的能源互联互通，提高了能源利用效率。
其次，电力系统新能源并网在环境保护方面起到了重要作用。
传统能源利用过程中释放的大量二氧化碳等温室气体对气候变化产生了极大影响。
而清洁能源的利用具有较低的碳排放量，可以有效减少温室气体的排放，降低温室效应。
新能源并网促进了清洁能源的大规模利用，推动了能源消费模式的转变，有助于改善环境质量，保护生态环境。
此外，新能源的利用还可以减少大气污染物的排放，改善空气质量，提升人民群众的生活质量。
最后，电力系统新能源并网对电价产生了一定程度的影响。
由于新能源具有较低的运营成本，尤其是在电力系统规模扩大、装机容量提升的情况下，其单位能量的生产成本逐渐下降。
新能源并网的推广应用可以增加清洁能源的供给量，减少传统能源的使用，从而通过市场调节降低电价。
然而，需要明确的是，新能源并网还面临一些挑战，如间歇性发电和不可预测性，这些因素会造成电力系统的不稳定，增加运营和调度的复杂性，进而对电价产生一定影响。
总之，电力系统新能源并网作为推动能源转型与可持续发展的重要手段，对能源发展和电价产生了深远的影响。
通过实现新能源与传统能源的互补与补充，新能源并网提高了能源供应的多样性和稳定性，促进了清洁能源的大规模利用。
新能源发电并网对配电网运行的影响及应对措施
新能源发电并网对配电网运行的影响及应对措施发布时间：2022-10-23T03:08:48.408Z 来源：《科技新时代》2022年9期5月作者：夏伟[导读] 随着我国经济的快速发展，我国经济与社会发展不兼容的问题越来越明显，传统的能源储备已经不能满足当前发展的需要夏伟青海黄河上游水电开发有限责任公司生产运营调度中心青海西宁 810000摘要：随着我国经济的快速发展，我国经济与社会发展不兼容的问题越来越明显，传统的能源储备已经不能满足当前发展的需要。
随着可持续发展战略成为我国经济发展战略之一，为保障社会环境与经济协调可持续发展，在当前能源战略目标中，新能源的开发利用首当其冲，势在必行。
大力发展新能源。
太阳能、风能、生物质能等可再生能源的出现，使新能源成为发电系统中的“生力军”，同时先进技术的应用可以有效提高能源转化率，实现新能源背景下电网的快速发展近年来，太阳能、风能、生物质能等新型发电方式存在相对出力波动、配电网不稳定、低电量等问题。
配电可控性，采取必要的优化措施，减少新增发电对电网安全稳定运行的不利影响，提高新增发电应用效果。
关键词：新能源发电并网;配电网;运行引言立足于中国国情，目前中国电力系统在发电侧表现为火电占据发电主力，风电光伏发展空间广阔；在用电侧表现为电力消费持续攀升，第二产业用电量占比较高；在电网侧表现为电力市场化改革持续推进，电网数智化转型稳步进行。
中国电力系统低碳转型面临着诸多挑战，包括煤电机组的大规模灵活性改造带来的成本与技术问题，风电光伏占比提高对供电稳定性的考验，经济增长伴随电力需求的不断扩大影响转型进程以及新能源电力的大规模运输与消纳对电网侧的压力等。
虽然目前关于低碳电力系统的研究重点与中国面临的现实问题有所重合，但部分问题仍有待继续探究，如未来发电侧发展方向抉择、产业结构调整背景下用电侧的电力经济研究与消费者行为研究、电网侧的智能电网技术和全国统一电力市场建设等。
能源发展：挑战与转型之路
能源发展：挑战与转型之路摘要：本文围绕能源主题展开深入探讨，详细剖析能源领域面临的诸多挑战，如传统能源的不可持续性、能源供应的地缘政治风险以及能源消费带来的环境问题等。
同时，深入挖掘能源发展过程中涌现的机遇，包括可再生能源的潜力、能源技术创新的推动以及能源市场变革带来的新契机等。
在此基础上，提出一系列促进能源可持续发展的策略，旨在为能源领域的研究与实践提供全面且有价值的参考。
一、引言能源作为现代社会运转的基石，对于经济发展、国家安全和人民生活水平的提升具有举足轻重的意义。
在全球人口持续增长、经济不断发展以及环境问题日益严峻的背景下，能源领域正经历着深刻的变革。
深入研究能源发展的趋势、挑战与机遇，对于实现能源的可持续供应、推动经济社会的绿色发展具有不可替代的重要性。
二、能源发展面临的挑战（一）传统能源的不可持续性1.化石燃料（如煤炭、石油和天然气）的储量有限，随着全球能源需求的不断攀升，其枯竭的风险日益增大。
据国际能源署（IEA）预测，按照当前的开采和消费速度，传统化石能源的可开采年限将逐渐缩短，这将对全球能源供应体系构成巨大威胁。
2.传统能源的开采和利用过程对环境造成了严重破坏。
煤炭开采导致土地塌陷、地下水污染；石油和天然气开采过程中的甲烷泄漏加剧了温室效应；而化石燃料的燃烧排放大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，引发酸雨、雾霾等环境问题，严重影响生态平衡和人类健康。
（二）能源供应的地缘政治风险1.全球能源资源分布不均，少数国家和地区掌握着丰富的能源资源，如中东地区在石油供应方面占据重要地位。
这种资源分布格局导致能源进口国对特定地区的能源供应高度依赖，从而引发地缘政治紧张局势。
能源供应国之间的政治冲突、战争或贸易争端等，都可能导致能源供应中断或价格剧烈波动，给全球能源市场带来巨大冲击。
2.能源运输通道的安全问题也不容忽视。
海上石油运输航线如霍尔木兹海峡、马六甲海峡等，容易受到海盗袭击、地缘政治冲突等因素影响，一旦运输通道受阻，将严重影响全球能源供应的稳定性。
新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势
新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势【摘要】新能源并网发电系统在当今社会中扮演着越来越重要的角色。
本文首先介绍了新能源并网发电系统的重要性和研究背景，随后详细探讨了其关键技术，包括智能电网技术、多能互补技术、储能技术和智能控制技术。
在分析了新能源并网发电系统的发展趋势，指出绿色能源发电比例不断提高，智能化和网络化程度不断提高。
这些发展趋势将推动新能源并网发电系统向着更加高效、可持续的方向发展，为社会经济可持续发展提供重要支撑。
通过不断创新和技术升级，新能源并网发电系统将在未来发挥更加重要的作用，成为能源领域的重要发展方向。
【关键词】新能源并网发电系统、关键技术、发展趋势、智能电网技术、多能互补技术、储能技术、智能控制技术、绿色能源发电、智能化、网络化1. 引言1.1 新能源并网发电系统的重要性新能源并网发电系统的重要性在当今社会日益凸显。
随着能源需求不断增长和环境污染问题日益严重，发展新能源成为了摆在我们面前的迫切课题。
新能源并网发电系统作为可再生能源的重要形式，具有很高的环保性和清洁能源优势，对于减少化石能源的使用和减少温室气体排放起着至关重要的作用。
新能源并网发电系统不仅能够满足日益增长的能源需求，还能带来经济和社会效益。
通过整合各种可再生能源资源，比如太阳能、风能、水能等，新能源并网发电系统可以提高能源利用率，降低能源的生产和消费成本。
新能源并网发电系统也可以促进能源结构调整，推动经济转型升级，提升国家的经济竞争力。
新能源并网发电系统的重要性不容忽视。
在未来的发展中，我们需要不断创新技术，推动新能源并网发电系统的建设和应用，实现可持续发展和绿色发展的目标。
1.2 研究背景新能源并网发电系统的发展旨在提高能源利用效率，减少对传统化石能源的依赖，促进可持续发展。
随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，新能源并网发电系统已成为世界各国能源领域的研究热点。
新能源并网发电系统的重要性不仅在于解决传统能源的短缺问题，更在于提升我国能源结构调整的能力和水平。
新能源发电并网技术及相关政策解读
新能源发电并网技术及相关政策解读随着全球对环境保护意识的不断增强，新能源发电成为了解决能源和环境问题的重要方向。
为了实现新能源的大规模应用和发展，发电并网技术及相关政策的制定显得尤为重要。
本文将对新能源发电并网技术及相关政策进行解读。
一、新能源发电并网技术1. 概述新能源发电并网技术是指将新能源发电设施与现有的电网系统相连接，实现两者之间的互相支持和供需平衡。
新能源发电并网技术一般包括电源接入、电网调度和运行控制三个主要环节。
2. 电源接入技术电源接入技术是指将新能源发电设施与电网连接的关键环节。
常见的接入技术包括直流接入和交流接入。
直流接入技术具有输电损耗小、电网调度灵活等优势，适用于海上风电等场景；而交流接入技术则适用于太阳能发电等场景。
3. 电网调度技术电网调度技术是指根据电网负荷需求和新能源发电的实际情况，对发电设备进行调度和控制的技术。
该技术旨在保证电网的稳定运行，实现新能源的最大利用。
传统调度技术需要根据实际情况手动进行调整，而随着智能电网技术的发展，电网调度技术可以实现自动化调度和远程监控。
4. 运行控制技术运行控制技术是指对新能源发电设施进行运行状态监测和控制的技术。
通过运行控制技术，可以及时检测设备故障和电网异常，从而保证电网的安全稳定运行。
常见的运行控制技术包括远程监测、故障诊断和预警等。
二、新能源发电并网政策解读1. 国家政策为了推动新能源发电并网，我国出台了一系列相关政策。
其中，最具代表性的是《可再生能源发电优先上网电价政策》，该政策规定了对于可再生能源发电设施，电网企业应当优先接纳，给予一定的上网电价补贴。
此外，我国还鼓励通过市场化方式推动新能源发电并网，提高新能源发电企业的竞争力。
2. 地方政策除了国家政策外，各地方政府也对新能源发电并网给予一定的政策支持。
比如，一些地方政府制定了可再生能源配额制度，要求电网企业必须按照一定比例接纳可再生能源发电设施。
此外，一些地方政府还出台了税收优惠政策，鼓励企业投资新能源发电并网项目。
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新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径———微网技术李鹏, 张玲, 盛银波(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室, 河北保定071003)摘要:传统电网集中式供电和分布式电源都有其各自的优点和局限性。
微网技术整合了分布式电源的优势,有利于新能源及可再生能源发电系统大规模并网应用。
首先介绍了微网的相关概念及其基本结构, 阐述了微网内的主要分布式发电技术和储能方式, 进而提出了三种微网的基本控制策略。
最后对微网的发展前景进行了展望, 并总结给出了微网研究中需要重点解决的理论和技术问题。
关键词:可再生能源发电;分布式电源;微网;供电可靠性;电能质量中图分类号:T M 619 文献标识码:A 文章编号:1007-2691 ( 2009) 01 -0010 -05An effective way for large scale renew able energy pow er generation connected to the Grid-M icrogridLI Peng , ZHANG Ling , SHENG Yin-bo( K ey Labo rato ry of Power System Pro tection and Dynamic Security M onitoring and Controlof M inistry of Education, Nor th China Electric Pow er U niversity, Baoding 071003 , China)Abstract:T raditional central power supply and distributed generation have the advantag es and limitations themselves .M icrog rid technology can integ rate the adv antages of distributed generation and that makes for large scale new energyand renew able energy power generatio n sy stem connected to the grid .First , the definition and the basic structure ofmicrog rid are represented , then the main forms of distributed resources and storage energy are introduced.T hreekinds of control strategies for microgrid are offered preliminarily.In the end, emphasis is put forw ard for future research in microgrid.Key words:renewable energy pow er generation ; distributed resource;M icrog rid;reliability of power supply; powerquality0 引言社会经济发展使得电力需求迅速增长, 超高压远距离输电方式适应于传统的大规模集中供电模式, 因而近些年加快了对此的建设步伐。
传统的大电网确实给我们带来了许多益处, 例如, 大的发电机组投入使用提高了发电效率, 同时所需要的管理人员也相对较少;联网的高压输电网使得机组可以降低存储容量;可以远距离的传输大功率且损耗很小。
但是, 随着电网规模的不断扩大, 超大规模电力系统的弊端也日益显现, 成本高, 运行难度大, 难以适应用户越来越高的安全及可靠性的要求以及多样化的供电需求。
暨世界范围内接连发生的几次大面积停电事故后, 传统大规模电网暴露出了其脆弱性。
今年我国南方雪灾给南方电网造成巨大影响, 使人们深刻反思,除了单一扩大电网规模, 建设超高压输电网外,利用新能源以及可再生能源在负荷处就近供电,降低负荷对大电网的依赖无疑对提高供电安全性和可靠性起到至关重要的作用, 分布式发电/分第36 卷第1 期2009 年1 月华北电力大学学报Journal of Nor th China Electric Pow er U niversityV ol. 36 , No. 1Jan., 2009布式电源( Distributed Generation , DG/ Distributed Resource , DR)近年来引起了人们的广泛重视。
分布式发电也称分散式发电或分布式供能,一般指以新能源和可再生能源为主的小型的发电装置就近布置在负荷附近的发电方式[ 1～2] 。
分布式电源的接入不改变原来配电网结构, 延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资。
同时, 它的接入可以有效改善大电网的供电可靠性并且可以提高供电质量[ 3 ～7] 。
但是, 分布式发电本身也存在诸多问题, 由于分布式电源多数依靠新能源及可再生能源发电, 因此面临着分布式电源单机接入成本高, 某些分布式电源的功率输出具有随机性和波动性等问题, 例如光伏发电、风力发电等。
因此, 大系统往往采取限制、隔离的方式来处理分布式电源, 以期减小其对大电网的冲击。
为协调大电网与分布式电源间的矛盾, 充分发掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益,进一步提高电力系统运行的灵活性、可控性和经济性以及更好地满足电力用户对电能质量和供电可靠性的更高要求进而引入一种可以让新能源及可再生能源并网发电源规模化应用的电网—微网( Microgrid)。
微网通过有效的协调控制, 使主要基于新能源和可再生能源的分布式电源并网所产生的负面问题都在微网内得到解决, 减少了分布式电源并网对大电网产生的各种扰动。
微网有并网运行和独立运行两种运行方式, 对大电网可以起到削峰填谷的作用。
微网中的能量来源多为新型能源及可再生能源, 对于新能源以及可再生能源并网发电规模化应用具有重要意义。
1 微网概念的提出2001 年美国威斯康星大学-麦迪逊校区的R .H .Lasseter 教授首先提出了微网的概念[ 8] ,随后美国电气可靠性技术解决方案联合会( CERTS -Consortium for Electric Reliability Technology Solutions)和欧盟微网项目组( European Commission Project Micro -grids)也相继对微网给出了定义。
微网是一种由负荷和微电源(即微网中的分布式电源, 如光伏发电、风力发电等)共同组成的系统, 它可同时提供电能和热量;微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;对于大电网, 微网可以被看成是系统中的一个可控单元, 它在短暂时间内反应以满足其外部输配电网络的需要;对于用户端来说, 微网可以满足他们的特定电能质量要求, 并且增加供电的可靠性, 降低线损。
它通过整合分布式发电单元与配电网之间的关系, 在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起, 可以方便地实现热电( 冷)联供方案, 优化和提高能源利用效率, 减轻能源动力系统对环境的影响, 推动分布式电源上网, 降低大电网的负担, 改善电网的安全可靠[性9]。
微网概念提出后迅速受到各国相关部门和研究机构的重视, 美国、欧盟、日本等发达国家相继建立了微网试验平台和试点工程, 在微网研究方面也已取得很多成果[ 10～15] 。
我国微网研究还处于起步阶段, 但已经引起了国家相关部门、科研院所等的高度重视, 并已开展了对此问题的相关研究。
2 微网的基本结构微网中包含有多个DG 和储能装置, 联合向负荷供电, 整个微网对外是一个整体, 通过一个主隔离开关和上级电网变电站相联。
微网中DG可以是以新能源为主的多种能源形式, ( 光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电、燃料电池等), 还可以以热电联产(combined heat andpower , CH P)或冷热电联产( combined cold heatand pow er, CCHP)形式存在, 就地向用户提供热能, 提高DG 利用效率和灵活性。
图1 微网基本结构图Fig. 1 Basic structure of Microgrid微网的基本结构如图 1 所示, 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 上为非重要负荷。
馈线 A第1 期张玲, 等:新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径—微网技术11 中含有一个以CHP 形式运行的DG , 同时向用户提供热能和电能。
当外界大电网出现故障或其电能质量不能满足负荷要求时, 微网可以通过主隔离开关切断与大电网之间的联系, 微网进入独立运行状态。
此时由馈线 A 和馈线 C 上的DG 承担微网内的全部负荷。
如果分布式电源容量不能满足全部负荷需求, 可以切断馈线 B 上的非重要负荷, 保证对重要负荷的供电要求。
当故障解除之后, 通过主隔离开关使微网平滑过渡到并网运行状态。
各分布式电源的功率输出大小由能量管理器统一调节。
在微网这种结构下, 多个DG 就地向重要负荷供电, 有效降低了负荷对大电网的依赖, 分担了大电网的供电压力, 减小了远距离输电损耗。
3 微网中的分布式电源及储能装置微网想要向电力用户提供优质的供电服务,主要依靠分布式发电技术和储能技术相结合。
3. 1 分布式发电技术( 1)微型燃气轮机技术。
微型燃气轮机是指以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机。
其发电效率可达30 %, 如实行热电联产, 效率可提高到75 %。
微型燃气轮机的特点是体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单。
( 2)燃料电池技术。
燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。
燃料电池工作时, 不需要燃烧, 是直接将燃料( 天然气煤制气石油等)中的氢气借助于电解质与空气中的氧气发生化学反应, 在生成水的同时进行发电。
在获得电能的过程中, 副产品仅为水和少量二氧化碳等。
( 3)太阳能光伏发电技术。
太阳能的转换和利用方式有光热转换光电转换和光化学转换等。
目前, 技术比较成熟的应用广泛的是太阳能光伏发电技术, 即光电转换。
太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。
光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点。