分布式能源微网试验检测管理系统
动态电网中的微网控制策略研究
动态电网中的微网控制策略研究随着电力系统规模的不断扩大和能源结构的多样化，动态电网的建设成为能源转型的关键领域之一。
在动态电网中，微网作为一种分布式能源系统的重要组成部分，具有自主运行和互联互通的特点。
微网的控制策略直接影响着其性能和可靠性，在动态电网中的应用具有重要的研究意义和应用价值。
微网是一种由分布式能源资源、储能装置和配电网组成的小型电力系统，能够在与主电网相互连接或脱离主电网的情况下实现自主供电。
微网的控制策略需要兼顾能源管理、电力质量和系统稳定性等方面的要求。
首先，微网的能源管理是其控制策略的关键。
由于微网通常由分布式能源资源组成，如太阳能和风能等，其能源管理涉及到能源的产生、储存和使用。
在动态电网中，能源的波动性和不确定性增加了能源管理的复杂性。
因此，合理有效地规划和管理微网中的能源是微网控制策略研究的重要课题，需要考虑能源的稳定性、效率和经济性等因素。
其次，微网的电力质量是控制策略的另一个重要考虑因素。
微网的电力质量包括电压波动、电流谐波、瞬时功率等方面的指标。
由于微网通常是由多种不同类型的分布式能源资源组成，如太阳能、风能和储能装置等，其电力质量受到能源波动和不一致性的影响。
因此，微网控制策略需要考虑电力质量的稳定性和可靠性，在保证能源供应的同时，尽可能降低电力质量的波动和谐波等问题。
此外，微网的系统稳定性也是微网控制策略研究的重要方面。
微网通常是通过各种分布式能源资源间的互联互通来实现自主供电的。
在动态电网中，由于能源资源和电力系统的多样性和不确定性，微网与主电网之间存在的电力互联问题需要得到充分考虑。
微网的控制策略需要确保微网与主电网之间的电力流动和分布式能源资源的协调性，以保证系统的稳定性和可靠性。
在微网控制策略研究中，还需要考虑能源管理、电力质量和系统稳定性之间的综合优化。
这包括对微网中能源管理、电力质量和系统稳定性之间关系的深入研究，以及对控制策略的灵活性和智能化的提升。
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。
智能微电网简介
一、工作原 理及组成
微电网能量管理系 统各模块间关系：
一、工作原理及 组成
微网强弱电系统间的关系
二、发展及 应用情况
单击此处可添加副标题
国外发展情况： 美国：
○ 美国是最早提出了微电网概念的国家，在世界 微电网的研究和实践中居于领先地位，拥有全 球最多的微电网示范工程。美国微电网示范工 程地域分布广泛、投资主体多元、结构组成多 样、应用场景丰富，主要用于集成可再生分布 式能源、提高供电可靠性及作为一个可控单元 为电网提供支持服务。
一、工作 原理及组 成
微电网能量管理系统的特点： 管理范围小； 管理电源多（风电，光伏，储能电池等）； 管理情况复杂（并网运行、离网运行及过渡过程等）； 对稳定性的要求高，要求恒压、恒频； 微电网能量管理系统的组成： 发电功率预测模块； 微网需求侧管理模块； 微网储能管理模块； 微网潮流计算模块； 微网无功电压优化模块； 威望经济运行优化模块。
边远地区微电网：
利用可再生资源，解决边远地区供电困难的 问题、保护生态环境、降低供电成本。
范例：西藏日喀则吉角村微电网；青海玉 树杂多光伏储能微电网
二、发展及应用情况
海岛微电网：
解决海岛限时供电的窘境， 降低供电成本。
范例：广东珠海东澳岛智能 微网；三沙市 永兴岛微电网
二、发展及应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ况
○ 美国研究的侧重点是如何利用微电网提高电能 质量和供电可靠性量。
二、发展及应用情况
欧洲： ➢ 欧洲重视可再生清洁能源的发展，是开展微电网研究和示范工程较早的
地区，1998年就开始对微电网开展系统的研发活动。欧盟的众多高校 和企业，针对分布式能源集成、微电网接入配电网的协调控制策略、经 济调度措施、能量管理方案、继电保护技术，以及微电网对电网的影响 等内容开展重点研究，目前已形成包含分布式发电和微电网控制、运行、 保护、安全及通信等基本理论体系，相继建设了一批微电网示范工程。
低压直流微网系统的控制策略研究
低压直流微网系统的控制策略研究I. 引言随着微电网技术的发展，低压直流微网系统逐渐成为了新能源领域的热门研究课题。
在现有的电网环境中，低压直流微网系统可以为分布式能源发电设备（DERs）提供更加可靠的接入与管理方式，同时也可以实现电网的稳定性和安全性控制。
为了进一步提高低压直流微网系统的经济性与实用性，需要针对其控制策略进行深入研究。
本文旨在对低压直流微网系统的控制策略进行研究，并提出相应的优化方案，为低压直流微网的完善与升级提供科学的建议和技术支持。
II. 低压直流微网系统的基本情况低压直流微网系统是指一种新型分布式能源管理系统，其主要由多个直流发电单元、直流负载、直流电能存储装置和直流电网构成。
其中，直流发电单元可以是光伏电池板、风力涡轮机、微水力发电机等分布式能源设备；直流负载可以是直流照明设备、电动汽车充电设备等。
低压直流微网系统能够在不同的负荷条件下，从微网中选择出最佳的直流能源与直流负载配合，以提高能源的利用效率和经济性。
III. 低压直流微网系统的控制策略低压直流微网系统的控制策略主要包括：负荷预测与调度控制、电压控制、电流控制和功率控制。
1. 负荷预测与调度控制针对低压直流微网系统的多样化负荷情况，负荷预测和调度控制是确保微网系统正常运行的关键。
负荷预测可以通过多种方式完成，如基于历史负荷数据的统计方法、人工智能算法等。
与此同时，利用电能负荷管理方法往往能够使得低压直流微网系统的负荷匹配进一步优化，如使用负荷分析仪、智能可充电蓄电池等设备来维护系统的负荷平衡，达到实时优化调整的目的。
2. 电压控制低压直流微网系统中的发电单元和负载都需要保持合理的电压水平才能正常工作。
电压控制的主要目标是维持系统的电压稳定并保持其电气特性。
通常情况下，电压控制方法分为开环控制和闭环控制两种类型，其中闭环控制的可靠性较高。
目前，调节器和电压控制器等设备已经广泛应用于低压直流微网系统的电压控制之中。
3. 电流控制电流控制是低压直流微网系统中的一项重要控制策略。
分布式能源考核试卷
D.提高能源消耗
17.以下哪种分布式能源应用形式在环保方面表现最佳？（）
A.分布式煤炭发电
B.分布式石油发电
C.分布式光伏发电
D.分布式天然气发电
18.分布式能源系统在何种情况下可以实现能源自给自足？（）
A.能源需求量大
B.能源需求量小
C.可再生能源占比高
D.可再生能源占比低
19.以下哪项是分布式能源系统在微网中的优势？（）
1.分布式能源系统的优点包括（）
A.提高能源利用效率
B.减少能源损耗
C.增加能源成本
D.提高能源供应的可靠性
2.以下哪些属于分布式能源的常见形式？（）
A.太阳能
B.风能
C.天然气
D.煤炭
3.分布式能源系统的环境影响涉及（）
A.减少温室气体排放
B.降低对化石能源的依赖
C.增加环境污染
D.提高能源利用的可持续性
A.提高化石能源补贴
B.降低可再生能源补贴
C.完善分布式能源政策法规
D.限制分布式能源项目投资
12.分布式能源系统在何种场景下最具经济性？（）
A.能源价格高
B.能源价格低
C.环保要求低
D.环保要求高
13.以下哪种分布式能源应用形式在我国发展最快？（）
A.分布式光伏发电
B.分布式风力发电
C.分布式天然气发电
A.更高
B.更低
C.相同
D.无法判断
9.以下哪项是分布式能源系统在电力市场中的竞争优势？（）
A.投资成本高
B.运营成本低
C.系统效率低
D.不可再生能源占比高
10.分布式能源系统对电网的影响主要表现在（）
A.降低电网稳定性
家庭能源管理系统研究综述
家庭能源管理系统研究综述摘要：随着新能源技术的广泛应用和智能化技术的兴起，电网结构从传统电网向智能电网变化。
作为智能电网在居民侧的延伸，家庭能源管理系统（HEMS）也是智能电网的研究热点。
与传统电网相比，智能电网能够提高电能质量、增强电网系统可靠性和安全性。
在智能电网的背景下，家庭能源管理系统能够优化家庭中的能源使用情况，在保证用户舒适度的情况下提高能源的利用率和用电经济性。
关键词：智能电网；家庭能源管理系统；HEMSReview of Home Energy Management SystemsAbstract: With the widespread application of new energy technologies and the rise of intelligent technologies, the structure of the power grid has changed from the traditional grid to the smart grid. As an extension of the smart grid on the residential side, the home energy management system (HEMS) is also a research hotspot of the smart grid. Compared with traditional power grids, smart grids can improve power quality and enhance grid system reliability and security. In the context of a smart grid, a home energy management system can optimize energy use in the home, and improve energy efficiency and power economy while ensuring user comfort.Key words: smart grid; home energy management system; HEMS1 引言随着社会的不断发展，人们对于电力的需求也越来越高，据我国国家能源局发布的数据显示，2019年，全社会用电量72255亿千瓦时，同比增长4.5%,其中城乡居民生活用电量10250亿千瓦时，同比增长5.7%[1]。
微网与配网
4、BBS的框架问题
• 模块-模块组件是构成实际变流器拓扑的基 础 • 总线-连接体系结构是模块间的相互链接 • 高级软件-变流器被描述成在抽象层形成自 动化管理和设计文件的环境。
七、SCADA和有源配电网
• 数据采集与监视控制系统（supervisory control and data acquisition）SCADA 系统 • SCADA系统主要协调和同步远程变电站和 控制室的信息通讯和控制。它可以方便地 远程控制断路器和电机驱动隔离器的动作。 • 在较高的电压等级上是安全可靠的 • 集中控制的SCADA系统，主要问题在于在 数据可靠传输所需的基础通信设施上。 • 分散控制的SCADA系统，无线通信
1、提出微网的原因
• • • • 化石燃料的枯竭，负荷增长迅速 节能减排的要求 大范围的实用性 有利于通过电网的整体运行质量
2、有源配电网络
• 电网正处于一个从单向电力稳定传输网络 向有源的双向电力传输网络过渡的转型时 期 • 有源配电网络需要智能控制的智能配电系 统
3、微网的特点
• 接近负荷，可直接供应实际的用电网络 • 小容量 • 可以在偏僻地使用
3、中央控制器CC
基本的MC控制功能：EMM提供有功功率 和电压设置点，MC执行控制 电压控制 功率因数控制 原动机转速控制 频率控制
4、保护协调器PCM
关键在于区别执行两种运行模式的保护要求 并网模式下 正常情况，典型微网配置 微网馈线故障 主电网故障 微网总线故障 重同步
单机模式下
独立微网的保护应该采用备用检测方案 • 正常情况 • 馈线故障
4、典型的微网结构
• 主要介绍一种典型的微网结构 • 其中两条与敏感负荷以及重要负荷相连 故障时的反应：断开C馈线（非重要负荷） 微源控制器（MC）控制微源的功率流和电 压分布 中央控制器（CC）包括EMM（能量管理模 块）和PCM（协调保护模块）
微网的综述
微网--大规模集成小型发电设备到低压配电网络简介分布式发电单元（DG）在客户端的安装应用的经济潜力关键在于利用局部的燃料发电时产生的余热机会。
因此，在发展小型，千瓦级和热电联供应用方面取得重大进展。
这些系统在欧洲北部国家的发电中发挥了重要作用，而光伏系统则期待在欧洲北部国家发挥更大的作用。
微型热电联供和光伏系统的应用提高了利用能源发电的效率，且实质上提高了有关碳排放的环境效益，考虑到满足京都议定书，而且，靠近需求侧的发电可以提高客服的服务质量。
从实用角度来看，分布式发电单元靠近负荷，减少了电流在输电网和配电网流动，这产生两方面的影响：降低损耗和抑制输电网络的扩大。
因此，分布式能源的使用可以减少对输电和配电设施的需求，然而，对分布式能源的逐渐增加控制的不力给配电网的运行和控制增添了大的难度。
微网给用分散的方法协调分布式能源（DER）使用提供了可能性，因此表现为运行单一，整体控制。
从这点来看，分布式能源能可以提供充分的优势。
微网由低压配电侧的分布式电源，如微型燃气汽轮机组，燃料电池，光伏系统等，和储能装置，如飞轮，超级电容和蓄电池，以及可控负荷组成；具有很强的可控性。
微电网与中压配电网相连，当上游网络发生故障时，为电网能与主网隔离运行；因此，微电网在系统故障后的缓解拥挤和帮助恢复中提供网络支持。
从负荷侧来看，微网能满足当地电力和热负荷需求，提高供电可靠性，减少废气排放，通过提供电压支持、减少电压跌落等，改善电能质量，降低能源供应成本。
本文概述了关于微网的技术和经济运行的问题，提供了一些欧盟资助项目（微网—大规模集成小型发电设备到低压配电网络）的调查结果，欧盟合同ENK5-CT-2002-00610。
微网对服务质量的影响当前分布网络的设计使得中压和低压网络的性能对客户端的服务质量产生主要的影响，然而高压输电和配电网络中的扰动将非正常的影响与低压和中压网络连接的客户的供电可靠性。
在大多数欧盟国家中，超过80%的用户扰动和短时停电都是中压和高压输电网的原因。
微电网能量管理与控制策略
自治性
实现稳态、暂态功率平衡和电压/频率的稳定 对事故自助采取措施进行控制和纠正
二、微电网能量管理
能量管理系统(EMS):主要针对发输电系统，对电网进行 调度决策管理以及控制，提供电网的实时信息给调度管 理人员，能够提高电能质量，保证电网安全运行以及改 善电网运行经济性，是现代电网调度自动化系统的统称。
二、微电网能量管理系统主要功能
➢ 对可再生能源发电与负荷进行功率预测； ➢ 为储能设备建立合理的充、放电管理策略; ➢ 为微网系统内部每个分布式能源控制器提供功率和电压设定点； ➢ 确保满足微网系统中的热负荷和电负荷需求； ➢ 尽可能的使排放量和系统损耗最小； ➢ 最大限度地提高微电源的运行效率； ➢ 对无功功率进行管理, 维持微电网较好的电压水平； ➢ 提供微网系统故障情况下孤岛运行与重合闸的逻辑与控制方法;
控制方法
PQ控制
VF控制
下垂控制
三、单个微电网控制策略
PQ控制是逆变器输出的有功功率P和无功功率Q的大小可控。它是将有功功 率和无功功率解耦后, 对电流进行PI控制, 通过控制逆变器来保证DG输出的有功和无 功保持在恒定值。
V/f控制即恒压恒频控制, 指的是通过控制手段使逆变器输出电压幅值u和频率 f保持恒定。采用双闭环控制, 以滤波器输出电压反馈作为控制外环, 以电容电流反馈 作为控制内环。
而在对等控制策略中, 各个分布式电源互不干扰, 运行 不受彼此影响, 稳定性较高。但从原理上看, 其只考虑到一 次调频问题, 没有考虑系统电压和频率的恢复问题, 并且在 控制和应用上仍存在很多关键问题亟待解决。
微电网能量管理与控制策略
目录
一、微电网的发展 二、微电网能量管理 三、微电网控制策略
一、微电网的发展
微电网相关技术及方向研究
微电网相关技术及方向研究摘要：微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。
微电网以其更具弹性的方式协调分布式电源，从而促进充分发挥分布式发电的作用。
本文主要介绍了微电网的相关技术以及国外的发展情况，并对国内的发展前景作出分析。
关键词：分布式发电，微电网，CERTS1.微电网产生背景：随着国民经济的发展,电力需求迅速增长,电网规模不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益凸现,成本高,运行难度大,难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。
尤其在近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故,2008年年初中国南方冰灾还是在汶川震灾期间,中国电网都发生了大面积的停电,电网的脆弱性充分暴露了出来。
分布式发电可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和经济性,具有污染少、可靠性高、能源利用效率高,同时分布式电源位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布,延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资,它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善。
欧美等发达国家已开始广泛研究能源多样化的、高效和经济的分布式发电系统,并取得了突破性进展。
尽管分布式电源优点突出,但本身存在诸多问题,如分布式电源单机接入成本高、控制困难等。
另外,为减小分布式电源对大电网的冲击,大系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,当电力系统发生故障时,分布式能源必须马上退出运行。
这就大大限制了分布式能源的充分发挥,也间接限制了对新能源的利用为了降低DG带来的不利影响,同时发挥DG积极的辅助作用,一个较好的解决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统———微网(Micro-grid)2.微电网技术概念:在不改变现有配电网络结构的前提下，为了削弱分布式电源对其的冲击和负面影响，美国电力可靠性技术解决方案协会(The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS)提出了一种能更好地发挥分布式发电潜能的一种组织形式——微电网(Micro Grid)。
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分布式能源微网试验检测管理系统
依托实验平台，研究并制定相关微网运行与接入的规范与标准，建立分布式能源设备并网
检测中心，是对现有业务的有效拓展。基于本项目的建设经验和研究成果，发挥电网企业固有
的技术优势，可为某些分布式能源微网(如偏远地区)的建设提供系统集成服务，拓展对电网用
户的服务内容。
开展分布式供能与储能技术研究，是电网企业主动适应国家能源发展战略，积极应对“低
碳经济”发展模式的有效途径。通过建设综合性微网实验平台，并在此平台上开展应用技术研
究，掌握分布式能源微网的运行控制特征，对分布式能源微网接入配电网后的运行管理有重要
意义。
北京群菱能源专注于分布式能源微网试验检测管理系统， 通过分布式能源微网试验检测管
理系统项目的建设，可以研究各类并网逆变器在微网运行环境中的供电性能、保护策略、无功
输出。可以研究各类并网逆变器在微网运行时遇到各种故障（接地故障、过欠压、过欠频、三
相不平衡环境）的相应保护策略。
通过微网实验系统项目的建设，可以逐步延伸完善成完整的微网关键技术体系及支撑平台，
开展与分布式电源、电动汽车充电站并网检测及保护检测等相关技术的研究，构建智能微网能
量管理系统，实现对微网内分布式电源和智能楼宇负荷的协调优化控制。
建设微网试验系统符合目前国家智能电网发展规划战略方向，基于此实验平台所取得的研
究成果将为未来智能电网的研究和技术发展奠定坚实的基础。为并网逆变器产品的技术开发、
技术升级提供严谨的试验数据依据。
本实验平台可以满足以下微网领域技术研究：
1、并网逆变器高级控制策略、供电逻辑控制的技术研究
2、微网内分布式电源协调运行控制技术研究
3、微网内储能系统互补优化控制技术研究
4、微网运行标准及规范的制定
5、微网继电保护程序开发及验证
6、微网能量管理系统开发
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