第4章分布式发电技术
电力行业新能源接入与电网优化管理
电力行业新能源接入与电网优化管理第一章：新能源接入概述 (2)1.1 新能源的定义与分类 (2)1.2 新能源接入电网的必要性 (2)1.3 新能源接入面临的关键问题 (3)第二章：新能源接入技术 (3)2.1 新能源发电技术 (3)2.2 新能源并网技术 (4)2.3 新能源储能技术 (4)第三章：电网优化管理策略 (4)3.1 电网优化管理的目标 (4)3.2 电网优化管理的原则 (5)3.3 电网优化管理的方法 (5)第四章：新能源接入对电网影响分析 (6)4.1 新能源接入对电网结构的影响 (6)4.2 新能源接入对电网运行的影响 (6)4.3 新能源接入对电网安全的影响 (6)第五章：新能源接入与电网协调发展 (7)5.1 新能源与电网发展的关系 (7)5.2 协调发展的策略与措施 (7)5.3 协调发展的实践案例 (8)第六章：电网优化管理技术 (8)6.1 电网优化调度技术 (8)6.1.1 调度策略优化 (8)6.1.2 调度技术支持 (8)6.2 电网故障处理技术 (9)6.2.1 故障检测与诊断 (9)6.2.2 故障隔离与恢复 (9)6.3 电网信息管理技术 (9)6.3.1 信息采集与传输 (9)6.3.2 信息处理与分析 (9)6.3.3 信息安全与保密 (10)第七章：新能源接入政策与法规 (10)7.1 新能源接入政策概述 (10)7.2 新能源接入法规体系 (10)7.3 政策与法规的实施效果 (11)第八章：新能源接入与电网市场化 (11)8.1 市场化概述 (11)8.1.1 市场化定义 (11)8.1.2 发展背景 (12)8.1.3 目标及意义 (12)8.2 新能源市场交易机制 (12)8.2.1 新能源发电企业交易机制 (12)8.2.2 电网企业交易机制 (12)8.2.3 售电公司和用户交易机制 (12)8.3 电网市场化改革对新能源接入的影响 (12)8.3.1 提高新能源接入效率 (12)8.3.2 促进新能源消纳 (12)8.3.3 激发市场活力 (12)8.3.4 优化电力资源配置 (13)第九章：新能源接入与智能电网 (13)9.1 智能电网概述 (13)9.2 新能源接入智能电网的关键技术 (13)9.3 智能电网对新能源接入的支持 (14)第十章：新能源接入与电网发展前景 (14)10.1 新能源接入与电网发展趋势 (14)10.2 面临的挑战与机遇 (14)10.3 电网发展前景展望 (15)第一章：新能源接入概述1.1 新能源的定义与分类新能源是指相对于传统能源（如煤炭、石油、天然气等）而言，具有环境友好、可再生、清洁、低碳等特点的能源。
电力系统中的分布式发电智能调度与管理
电力系统中的分布式发电智能调度与管理分布式发电技术是指将发电设备分散布置在电力系统的不同地点，使得电力的生成更加灵活和高效。
随着分布式发电技术的不断发展，电力系统中的分布式发电智能调度与管理成为了一个重要的问题。
在这篇文章中，我将介绍电力系统中分布式发电智能调度与管理的相关内容。
1. 分布式发电技术的发展分布式发电技术是一种新兴的发电方式，它可以将发电设备分布在用户侧、工业侧甚至于个人家庭中。
分布式发电技术的发展带来了许多好处，比如降低了电能传输的损耗、提高了电力系统的可靠性和稳定性等。
然而，分布式发电技术的智能调度与管理成为了一个亟待解决的问题。
2. 分布式发电智能调度的需求分布式发电技术的智能调度是指通过合理的算法和技术，将分布式发电设备与电力系统的负荷需求相匹配，并优化能源利用效率的过程。
分布式发电智能调度的需求主要体现在以下几个方面：- 保证电力系统的稳定运行：在电力系统中，分布式发电设备的接入与退出需要有一个合理的调度方案，以保证整个系统的稳定运行。
- 考虑供需平衡：分布式发电智能调度需要综合考虑电力系统的供需平衡，避免出现供应过剩或供应不足的情况，从而保证用户的电力需求得到满足。
- 提高能源利用率：通过合理的分布式发电智能调度方案，可以有效提高能源的利用效率，降低对传统能源资源的依赖程度，进一步推动可再生能源的发展。
3. 分布式发电智能调度与管理的挑战在进行分布式发电智能调度与管理时，面临着一些挑战和困难，主要包括以下几个方面：- 数据采集与处理：分布式发电系统中存在大量的数据，包括发电设备的状态、负荷需求、输电线路的负荷等信息，如何高效地采集和处理这些数据是一个关键问题。
- 多方协调与通信：分布式发电系统涉及到多个发电设备、传感器和能源管理系统等之间的信息交互与协调问题，如何进行有效的通信和协调是一个难题。
- 可靠性与安全性：分布式发电系统需要保证其稳定性和安全性，防止黑客攻击、设备故障或网络故障等问题对系统的影响。
新能源与分布式发电技术10分布式发电技术
分布式发电
分布式发电
§1.1 分布式发电的概念
§1.1.1 分布式发电简介
分布式发电：在一定的地域范围内，由多个甚至多种形式的 发电设备共同发电，以就地满足较大规模的用电要求。 相对于集中发电的大型机组而言，其总的发电能力由分布在 不同位置的多个中小型电源来实现； 相对于过去的小型独立电源而言，其容量分配和布置有一定 的规律，满足特定的整体要求。 区分几个类似的概念：DP，DER，DG。
美国计划到2010年和2020年分别有20%和50%以上的新建商用或 办公建筑使用分布式供电系统，并且在2020年将15%的现有 建筑改由分布式电源供电。
新能源与分布式发电
分布式发电
§ 1.5 分布式发电的发展应用
上海、北京、广州等大城市，10多年前就尝试分布式供电， 已有成功范例(参见教材)。 2005年，我国首个分布式电力技术集成工程中心落户广州， 标志着我国分布式供电技术进入实质性发展阶段。 冷热电三联供技术应用最广泛，发展前景较好，我国大部分 地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂等，都有供 电、供暖及制冷需求，而且很多地方配有自备发电设备，这 些都为冷热电三联供提供了市场。
新能源与分布式发电
分布式发电
§1.3 分布式供电系统和微电网
§1.3.1 分布式供电系统
分布式供电系统包含很多分散在各处的分布式电源，种类也 往往不只一种，再加上储能装置和附近用电的负荷，其结 构可能也相当复杂。
新能源与分布式发电
§1.3.1 分布式供电系统
分布式发电
分布式供电系统一般由分布式电源、储能设备、分布式供电网 络及控制中心和附近的用电负荷构成，如果与公共电网联网 运行就还包括并网接口。
新能源与分布式发电
第四章 微电网运行与控制技术
4.1 微电网自动控制结构与体系
4.1.1 微电网的经典结构与控制目标 1、经典微电网的基本结构 如图4.1所示，它由微电源、储能装置和电/热 负荷构成，并联在低压配电网中。微电源接入 负荷附近，很大的减少了线路损耗，增强了重 要负荷抵御来自主电网故障的影响的能力。微 电源具有“即插即用”的特性，通过电力电子 接口实现并网运行和孤岛运行方式下的控制、 测量和保护功能，这些功能有助于实现微电网 两种运行方式间的无缝切换。
P
Q
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u d id u q iq u d id
u d id u q iq u d id
（4-1）
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通过式（4-1）计算得到dq轴的电流值，把它 作为电流环参考值，与实际的电流值做差， 然后通过PI控制器。得到滤波电感参数后，设 置dq轴电压参考分量，通过Park反变换，得 到三相交流分量，通过PWM输出给逆变器。
如图4.4所示Droop控制有功-频率（P-f）和 无功-电压（Q-U）呈线性关系，当微电源输 出有功、无功增加时，运行点由A点移动到 B点，达到一个新的稳定运行状态，该控制 方法不需要各微源之间通信联系就可以实 施控制，所以一般采取对微电源接口逆变 器控制。
图4.4 频率、电压下垂特性
4.2 微电网的逆变器控制
在大电网发生故障或其电能质量不符合标准情 况时，微电网可以孤网运行，保证微电网自身 和大电网的正常运行，从而提高供电安全性和 可靠性。因此孤网运行时微电网最重要的能力， 而实现这一性能的关键技术是微电网与主电网 之间的电力电子接口处的控制环节—静态开关。 该静态开关可实现在接口处灵活控制的接受和 输送电能。从大电网的角度看，微电网相当于 负荷，是一个可控的整体单元。另一方面，对 用户来说，微电网是一个独立自治的电力系统， 它可以满足不同用户对电能质量和可靠性的要 求。
微电网中的分布式光伏发电技术
微电网中的分布式光伏发电技术2天津大港油田电力公司线路分公司，天津3002803天津大港油田天水安装工程有限公司，天津300280摘要：随着当今光伏发电技术的应用和发展，各种新型技术也开始在其中得到了广泛应用。
其中，分布式控制技术就是一项非常先进且有效的控制技术，将该技术应用到光伏发电系统中，可实现电力储存和转换便捷性的显著提升。
因此，在对光伏发电技术进行应用和研究的过程中，技术人员一定要加强分布式控制技术的应用研究，以充分发挥出其技术优势，满足光伏发电技术的实际应用与发展需求。
关键词：微电网；分布式光伏；发电技术引言在我国社会飞速发展，经济水平不断提高的背景下，我国对于电力需求不断增加，而传统的以高电压、大电网和大机组为主的大型电网已经无法满足时代发展需求。
在此情况下，选择应用新发电技术，提高发电效率，满足用电需求，成为了一个十分重要的问题。
分布式发电技术作为近年来兴起的新兴发电技术，有着诸多的优势与优点。
因此，文章对分布式发电技术及其应用现状进行分析研究，有着现实的意义和重要的价值。
1分布式控制系统的概念分布式控制系统属于一个将光伏发电和风力发电作为能量来源，将电力储存和并网技术作为控制手段，将用户并电网作为基础来实现的电能储存与管理控制优化技术。
通过该技术的应用，可以让用户侧的电能得到良好的管理与控制。
2微电网相对传统电力系统的优势与劣势为了解决传统化石燃料发电所面临的这些问题，微电网技术应运而生并且在“低碳”的这个号召下发展迅速。
这种由分布式电能源和电负荷组成的电网系统通过与传统电网相比来说较低的电压与配电网进行连接，运行方式灵活，性能可调度。
另外，微电网可以当做电力系统内部的一个受控制的实体，可以作为单一负荷运行更是确定了其高可控性，高可控性则保障了其高供电质量。
而且微电网环保节能，发电成本低，相比传统电网来说能够减少环境的压力，节约发电成本。
微电网由多个微电源组成，能够直接将电能分配给本地用户，而不用从很长的输电线上进行输送，从而极大减少电源与负载之间的距离，从而减少了电能在输电线路上的热损耗，而且也不用进行建设很长的架空输电线路，减少了输电的建设成本，也不会存在因为天气原因或者地理因素导致的供电成本提高与供电可靠性降低的问题。
分布式发电与微电网技术汇总
分布式发电与微电网技术姓名:学号:1. 对分布式发电技术和微电网的概括分布式发电技术指某些与用户侧安装相靠近的中小型发电装置，该技术可直接接入配电网络，与公共电网共同供给电能，亦可以独立于公共电网，直接供给电能。
现阶段分布式发电技术比较常用的有：生物质能发电系统、风力发电系统、太阳能光伏电池发电系统、燃料电池发电系统、以微燃机、内燃机及燃气轮机等为核心的发电系统。
此外，储能技术也在分布式发电中得到应用，且超导储能、高密度电容储能、飞轮储能技术的发展速度也相当的快。
分布式发电的优越性主要包括：节能性、环保性、可靠性、灵活性、能源多样化、效率高等，且电力市场化也推动了分布式发电技术的广泛应用。
分布式发电技术主要被应用于：住宅小区、企事业单位（学校、疗养院、医院等）等。
微电网（Micro-Grid ）也译为微网，是一种新型网络结构，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。
微电网是相对传统大电网的一个概念，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，并通过静态开关关联至常规电网。
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，是传统电网向智能电网过渡。
2. 光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究2.1 光伏电池建模与仿真分析光伏电池是利用光生伏特效应（Photovoltaic Effect，简称光伏效应）将光能转变为电能的器件，光伏效应就是当光伏电池受到外界光照时，其内部的电荷发生运动而产生电流和电动势的一种效应。
通过光伏电池组件将外界太阳辐射的能量转换成电能的系统称为光伏发电系统。
目前，光伏发电工程上广泛采用的光电转换器件主要是硅光伏电池，已开始大规模产业化生产。
2.1.1 光伏电池特性硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述：图 1 太阳能电池等效电路根据图 1 中电压与电流的参考方向，得出普遍使用的太阳能电池通用模型： I n p I ph n p I rs exp q V IR s 由于实际当中，太阳能并联电阻 R sh 的实际值很大， R s 的实际值很小，故有：式中：I,V ———太阳能电池的输出电流、电压（单位： A ，V ）； n s ,n p ———为光伏阵列串列和并联的电池个数；I ph ———为太阳能电池光生电流，单位为 （A ） ；I sc ———为短路电流，单位为 （A ） ； q ———为电子电量（ 1.6× 10 19 C ）； k ———为 波 尔 兹 曼 常 数 （1.38× 10 23 J/K ）； A ——— k为无纲量任意曲线的拟合常数，取值在 1~5之间； T ———为太阳能电池绝对温度（单位： K ）；T r ———为太阳能电池参考温度（单位： K ）；I rs ———为太阳能电池阵列反向饱和电流（单位： A ）；I rr ———为二极管反向饱和电流（单位： A ）； E G ———为硅的禁带宽度； k 1———为短路电流温度系数；S ———为光照强度（单位： W/m 2 ）2.1.2 光伏电池的工程用数学模型的建立由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高， 方法不够简化， 容易出错的 缺点，基于硅太阳能电池的理论数学模型， 本文提出一种改进的硅太阳能电池非 线性工程简化数学模型。
分布式光伏发电建模
分布式光伏发电建模第1章绪论随着负荷的快速增长以及电力市场的逐步推行，传统的集中式发电已经不能满足当今社会对能源及电力供应的需求。
近年来，集中式发电收到其自身缺陷的限制，对电力供应的稳定的安全带来了影响。
为了解决这类问题，一种高效、灵活、可靠、经济的发电方式应运而生，即分布式发电技术。
分布式发电技术通常指发电功率在数千瓦至数兆瓦的小型模块化且分散布置在用户附近的高校、可靠、清洁、可持续发展的发电技术。
分布式电源主要包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏发电和风力发电等新能源。
分布式电源的开发、研究和建设，有如下意义：1.城市的大规模发展，使得新的配电线路开辟越来越困难，而直接在用户近旁安装分布式电源是一种很有效的替代方案。
2.对于偏远地区，可以依靠当地丰富的自然资源，选择合理的分布式发电方式能够很有效的节约筹建投资达的电网。
3.随着电力市场的逐步推行，用户对供电可靠性、电能质量以及电价的关注日益增加，而采用分布式发电则有利于降低用户电价，提高电能质量和供电可靠性，同时满足用户多方面的要求，为用户提供更多的用电选择。
4.分布式电源成为了一种以电网最大经济为目的的调频、调峰的手段。
由于分布式电源的引入，电源的节点类型出现了PQ、PI、PV、PQ（V）节点。
含分布式电源的配电网潮流计算的作用是计算线路中的功率和电压，有时也会用来评估其并网后对配电系统产生的影响，并且是分析分布式电源对电网静态稳定性影响等其他研究工作的基础，因此研究含分布式电源的配电网潮流计算有一定的理论意义和实用价值。
第2章光伏电池特性及其仿真模型的建立2.1 光伏电池等效电路根据电子学理论，太阳电池的等效电路如图所示图2-1 光伏电池等效电路图太阳能光伏电池的发电状态的电流方程为：I=I pℎ−I d−I sℎ由电子学理论可知，太阳能光伏电池的数学模型可等效为：I=I pℎ−I0{e q(V+R s I)AKT−1}−V+R s IR sℎ其中，参数意义如下：符号意义符号意义I光伏电池输出电流R sℎ光伏电池的并联电阻V光伏电池输出电压R s光伏电池的串联电阻I pℎ光生电流A二极管特性因子I0二极管饱和电流K玻尔兹曼常数I sℎ流过二极管的电流T光伏电池温度q电子的电荷量表2-1 光伏电池数学模型参数意义表2.2 光伏电池仿真模型的建立2.2.1 工程用光伏电池的数学模型上式是基于物理原理的太阳能电池最基本的解析表达式，已被广泛应用于太阳电池的理论分析中，但表达式中的5个参数，包括I pℎ、I0、R s、R sℎ、A，它们不仅与电池温度和日射强度有关，而且确定十分困难，因此不便于工程应用，也不是太阳电池供应商向用户提供的技术参数。
电力公司分布式光伏发电并网管理规定
附件省电力公司分布式光伏发电并网管理规定（试行）第一章总则第一条为进一步支持省分布式光伏发电加快发展，规分布式光伏发电并网管理，提高并网服务水平，依据国家有关法律法规及技术标准、国家电网公司《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见（暂行）》、《关于促进分布式光伏发电并网管理工作的意见（暂行）》和《分布式光伏发电接入配电网相关技术规定（暂行）》，结合电网实际，按照一口对外、优化并网流程、简化并网手续、提高服务效率的原则，制定本规定。
第二条分布式光伏发电是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10（20）千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的光伏发电项目。
第三条以10（20）千伏以上电压等级接入或以10（20）千伏电压等级接入但需升压送出的光伏发电项目、单个并网点总装机容量 6 兆瓦以上的光伏发电项目，根据项目发电性质（公用电厂或企业自备电厂），按国家电网公司、省公司常规电源相关管理规定执行。
第四条接入公共电网的分布式光伏发电项目，接入系统工程以及接入引起的公共电网改造部分由省公司投资建设。
接入用户侧的分布式光伏发电项目，所涉及的工程由项目业主投资建设，接入引起的公共电网改造部分由供电公司投资建设。
由省公司投资建设的部分，相应项目在年度10 （20）千伏及以下配网项目中安排。
工程涉及物资按现有的配网物资采购模式纳入公司统一的物资招标平台采购，优先考虑采用协议库存采购方式。
第五条分布式光伏发电项目并网点的电能质量应符合国家标准，工程设计和施工应满足《光伏发电站设计规》和《光伏发电站施工规》等国家标准。
第六条建于用户部场所（即接入用户侧）的分布式光伏发电项目，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网企业提供。
上、下网电量分开结算，电价执行政府相关政策。
分布式光伏电站自发自用电量部分的基金、附加，按政府相关政策执行。
第七条分布式光伏发电项目免收系统备用容量费。
分布式发电与微电网及其关键技术
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｍｉ ｃ ｒ ｏ — ｇ ｉ ｒ ｄ； ｋ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ； ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ； ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｚ ｅ； ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
［ ６］ 张照彦． 双馈异步风力发 电机建模与仿真研究［ Ｊ ］ ． 电力科学与工程 ， ２ ０ １ ０， ２ ６ （ １ ）： ５—９ ． ［ ７］ 易映萍， 刘普 ， 吴金龙． 永磁 直驱风 力发 电机无传感器矢量控制研究［ Ｊ ］ ． 电气传动 ， ２ ０ １ １ ， ４ １ （ ４ ） ： １ １—１ ５
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ７—１ １
作者简介 ： 杨家然（ １ ９ ８ ４一 ） ． 男， 硕士研究生 。 研究方向为电力系统控制与继电保护 ； 罗臃芬 ｆ １ ９ ８ ３一 ） ， 女， 硕士研究生， 研究方向为电力系统 动态仿真及计算机实时控制。
１ 引 言
自动 １ ９世 纪末 期 ， 世 界上诞 生首 个发 电企业 以及
２ 分 布 式 发 电及 微 电 网
２ ． １ 分布式 发 电定 义
电力 网 以来 ， 受制 于 电力 能 源 的单 一 性 以及 发 电设 备 的高成 本 ， 长期 以来 作 为一种 稀缺 资源 ， 建 设规 模更 为
Ｌ Ｉ Ｕ Ｙ ｅ — Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ １ ２ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
分布式发电技术及其在中国的发展
西北水 电 ・ ０ ６年 ・ １ ２０ 第 期
文章鳙号 ：０ ６ ６ Ｏ ２ ０ ） １ ０ １ ０ １０ —２ １ （０ ６ Ｏ —０ ５— ３
５ １
分布式发 电技术及其在中国的发展
粱 锋 ， 晓萍 ， 娉 振 杨 张
（． １ 西安理工大学水利水 电学院投资越低 ， Ｗ 发电成本也越
低。 因此 ， 电力工业 的发 展方 向是 “ 大机组 、 电厂 和 大
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
收藕 日期 ，０ ５０ —５ ２ ０ —９１
分 布 式 发 电技 术 ［ 是 一种 新 型 的 、 有 发 展 １ ］ 很 前途 的发 电和 能源 综 合 利用 方 式 ， 因此分 布 式 发 电 的概 念一 经 提 出就 得 到 了各 国研 究 人 员 的广 泛 关 注。 分布式 发 电技术 到 目前为止 并 没有一 个统 一 的、 严 格 的定 义 ， 但有 以 下几 个 共 同 的 特点 ： 规模 不 ①
大电网” 。但近年来随着技术的发展、 人们对环境及 能源供应安全性 的不断关注， 分布式发电技术得到
了广 泛的研究 。
（ ） 复式 发动 机技术 １往 用于分 布式 发 电的往复式 发 动机 以汽油或 柴油 为燃 料 。 此种 发 电方式 并不是 一种 全新 的形式 ， 近几
大且分布在负荷附 近； 满足 一些特殊用户 的需 ② 求、 支持 已有配电网的经济运行 ； 未经规划 的或 ③ 非中央调度型的电力生产方式 ； 能源利用效率较 ④ 高或利用可再生能源发电等［ 。 １ ］
景。
为燃料的超小型燃气轮机 。其发电效率可达 ３ ， ０， ９ ６ 如实行热电联产 ， 效率可提高到 ７ 。微型燃气轮 ５６ ９ ， 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。
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§ 4.1 存在问题 § 4.2 电力系统发展 § 4.3 系统功率不平衡 § 4.4 分布式电源模型 § 4.5 分布式发电系统模型及频率调节 § 4.6 分布式发电与市场结构集成时的控制
2018年12月15日星期六
22－1
§ 4.1 存在问题
配电网中存在大量分布式发电时会引起一系列十分重要的问题。例如， 许多小型分布式发电机在配电线路上位置的选择会如何影响配电系统的运行 和控制？ 在先进发电技术的发展和竞争市场的推动作用下，电力系统的结构将如何发 展？ 为适应对独立发电不断增长的需求，在经济和技术上存在矛盾的情况下，为 协调配电系统的运行，应在市场竞争力和实时控制之间找到什么样的平衡？ 在新的运行环境下，辅助服务如何实现？ 下面两个因素影响小型分布式发电系统进入正在出现的市场的能力： 1)第一个因素是传统的电力系统的法规可能限制了允许小型分布式发电系统 进入市场的程度，特别地，零售竞争的加剧，以及将分布式发电指定为发电 环节中配电网络的一部分，都将限制分布式发电在涌现出的竞争式市场中所 起的作用。 2)第二个因素是分布式发电技术按日和按分钟的运行模式以及在配电系统中 为协调如此短时的运行操作而建立的竞争市场。这种短期运行的协调可根据 基于控制信号的市场来实现。尽管电力系统的法规对于定义分布式发电进入 电力市场的标准很重要，但基于市场或基于价格的控制信号更重要，因为它 将使分布式发电在电力市场上的运行更容易。 对于一个能可靠和有效运行的分布式发电系统，系统的运行和控制方法必须 能够满足维持系统服务所需的工程需要，并对电力系统的经济性能起到推动 作用。
若系统总负荷功率与总发电功率匹配，则系统频率不变。但由于电力系统中 负荷变化的随机性，很难保证电源功率和负荷功率的平衡，或多或少将存在 功率的不平衡。 某配电系统一天中日负荷曲线 日计划输出功率
2018年12月15日星期六
22－4
4.4 分布式电源模型
(1)汽轮机
(2)水轮机 (3)燃气轮机
G (eH D)G k q q k w a PG J G / Tf q / Tq a / Tw q v r a Te v G v (rh r )a ref Ts a
2018年12月15日星期六
22－5
4. 燃气轮机
通过配电系统将所有单独的发电机模型耦合在一起，可得扩展状态 空间模型。
ext Axext DP P x L
2. 频率的二次动态调节
2018年12月15日星期六
22－7
下垂系数为：
汽轮机 水轮机 燃气轮机 复合循环电厂
r k t rD ret
H
(4)复合循环电厂
(5)风力发电机 (6)逆变器
1. 发电机的状态方程
D P P J m e
2. 汽轮机
G (et D)G Pt PG J P k a Tu P t t t G ra ref Tg a
Hale Waihona Puke 3. 水轮机22－2
2018年12月15日星期六
4.2 电力系统发展
配电系统的传统结构
高压电网 配电网
未来配电网中分布式发电
系统A
发电厂
配电网自上而下运行，不受竞争市场的影响，潮流是 单方向的，系统频率不会剧烈的变动，配电系统主要 的控制任务是维持电压在特定的水平。
高压电网
多台分布式发电机配电系统的未来结构
CT
kqTq kqTq k w 1 ( D eH ) Tf Tw rH rh
aKF
aKF D aKD
1 D (1 n)aKD m( d K D ) p aKF
4.5 分布式发电系统模型及频率调节
1. 分布式发电系统模型
发电机模型： 配电系统模型：
LC ALC xLC CM PG x
n Pi U i U j [ g ij cos( i j ) bij sin( i j )] j 1 n Qi U i U j [ g ij sin( i j ) bij cos( i j )] j 1
G DG cWF PG J K V K bV CE D G CE D ref W W F Fdot aV W W W Fdot CE F Fdot
5. 复合循环电厂
G DG ( f 2 PST ) PG J K V K bV CE D G CE D ref W W
系统B
系统C
大电网
分布式电源分散运行，配电网受竞争市 场的影响，潮流双向流动，系统频率可 能会发生变化动，分布式电源需要提供 电压支持。
22－3
2018年12月15日星期六
4.3 系统功率不平衡
• 当电力系统中出现电源和负荷之间的功率不平衡时，将引起系统频率 变化。系统中不平衡功率可定义为 P PL P G PG
6. 风力发电机
G
( D DT ) ( DF DT ) 1 1 G G T Tw PG JG JG JG JG
G T
T DT K DT 1 G T Tw JT JT JT JT
2018年12月15日星期六
22－6
F Fdot
W Fdot aVCE WF WFdot d V W TvW air G CE air P P ST STdot
(TMTB ) P STdot tG nWF m W air PST (TM TB ) PSTdot