基于复合策略的微电网的运行控制的研究

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1、第l章绪论实验室对新能源应用的研究。其对微电网的定义为：微电网是指在一定区域内利用可控的分布式能源发电，根据用户需求提供电能的小型系统。除此以外，东京大学、三菱公司对微电网的研究也较多，也有自己对微电网的定义。和美国微电网的研究不同之处是：更注重新能源的利用，并将传统电源供电的独立系统也纳入微电网的研究范畴，扩展了CERTS对微电网的定义。从电力市场需求、电能安全供给及环保等角度出发，欧洲于2005年提出“智能电网”计划。其中欧盟科技框架计划对微电网的定义为：利用一次能源；使用微型电源，并可冷热电三联供；配有储能装置，使用电力电子装置进行能量的调节；并可在独立和并网两种方式下运行。欧洲

2、微电网的研究除了对单个微电网的问题进行研究，还关注多个微电网的互联问题，增加微电源的渗透率。另一方面，欧洲希望通过优化从电源到用户的价值链来推动和发展分布式能源，以满足用户、电力系统的需求，保护环境。综上所述，欧美的微电网研究着重于新能源利用，但更偏向于提高供电的电能质量、可靠性，以及微电网带来的经济收益等方面，而日本的微电网研究更关注充分开发利用新能源。当然，能源供给的多样化、减少污染、满足用户的个性化电力需求等是他们共同的研究目标。现有研究和实践己表明，将分布式发电供能系统以微电网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，利用了可再生能源，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式

3、H，。微电网的产生有两大优点：使分布式能源渗透率能更高，使系统内重要负荷的电能质量得到提高，此外，在一些偏远地区也可以实现经济可靠供电。1．2微电网运行控制研究现状国外以美国威斯康辛大学的R．H．Lasseter为代表的一些研究人员对微电网研究较早。我国对微电网的研究尚处于起步阶段，在国家科技部“963计划先进能源技术领域2007年度专题课题"中已经包括了微电网技术。目前清华大学、中科院电工所、天津大学、东南大学、河海大学等单位相继开始了对微电网相关问题的研究。1．2．1微电网控制的主要目标微电网相对主网可作为一个模块化的可控单元，对内部可以提供满足负荷需求的电能、供热、制冷等，实现这

4、些功能必须具有良好的微电网控制和管理，．丰要控制设备有微电源控制器、可控负荷管理器、中央能量管理系统、继电保护装置。微电网的运行控制应做到能够基于本地信息对电网中的事件做出快速、独立的响应，当主网出现电压跌落、故障、停电等问题时，微电网应自动有效地转换到独立运行方式哺1；另一方面，相关文献研究也指出在多微电网在主网故障下通过合理组网维持稳定运行也是一种途径。当微电网系统独立运行时，多样化的微电源难以保证快速跟踪微电网内负荷的变化，难以实现微电网内的供需动态平衡，对微电网运行的安全稳定性及电能质量都会造成不良的影响。文献随1认为当微电网进入孤岛运行状态时，可再生能源发电型的微电源受一些资

5、源因素制约，输出有功和无功恒定，那么在负荷额定功率大于输出功率时，系统频率和电压将会降低；在输出功率大于负荷额定功率时，系统频率和电压将会升高，这些均会造成负荷的不稳定运行；即使此时输出的功率正好等于负荷的额定功率，但是在负荷增大或者减小的过程中仍会造成系统的失稳。但微电网有自身特有的负荷特性、线路参数特性，功率不匹配时是否有何主网类似的频率、电压变化规律还有待研究。然而总的来说，微电源必须担负起微电网电压和频率的调整任务，即在进入孤岛运行时，能够及时地调整各分布式发电的输出，实时满足负荷功率需求¨1。微电网控制目标主要从安全、稳定、经济等几方面考虑：3东南入学硕士学位论文(1)在并网

6、或是孤岛运行状态下，对每个微电源出口处电压进行调节，保证供电质量，使运行电压在安全稳定的范围内；(2)孤岛运行时，一方面，微电网的电压幅值和频率要能够保持安全稳定，具有校正电压跌落和系统不平衡的能力；另一方面，通过调节手段，每个微电源(包括储能装置)要能够较快速地分担起孤岛前由主网承担的一部分负荷，保持功率平衡；(3)根据孤岛情况或是系统需要，能够平滑自主的实现并网与分离，不引起过大的冲击；(4)在并网或是孤岛运行状态下，能够对微电网内的潮流进行调节，对有功无功进行独立解耦控制；(5)采用微电网能量管理系统，对微电网分布式发电系统进行适当的配置，满足当地冷、热、电的需求以及电能质量的要

7、求、主网的特殊要求、需求侧管理的要求，实现一定的经济效益；(6)微电源能够“即插即用"，而不影响供电质量，控制信息尽量采用本地信息而不是全局信息。1．2．2微电网的经典控制方法在微电网系统中，存在着风能、太阳能、燃料电池、微型燃气轮机和储能系统等多种能源的组合供电，其大部分都需要通过逆变电源并联的形式接入微型公共电网。微电网内微电源大多是电力电子装置接口，而且和配电网相连的主要是逆变器。也就是说，微电网内微电源的控制问题很大一部分也就是逆变器的