电力系统运行及调度自动化作业.doc

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1、电力系统运行及调度自动化作业：问题：分析图1微电网的运行过程图1：微电网结构图微电网从系统上来说，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能和热能。微电网中的电源多为微电源，亦即含有电力电子界面的小型机组(小于100Kw)，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有低成本、低电压、低污染等特点。是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以离网运行。微电网（Micro-Grid，MG）很好地解决了DG（DR或DER）的缺点，而且在接人问题上．微电网的入

2、网标准只针对微电网与大电网的公共连接点(PCC)，而不针对各个具体的微电源。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式电源的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。微电网的运行方式：微电网的运行分并网运行及离网运行状态。微电网既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。微电网的并网运行：微电网并网运行时，其主要功能是实现经济优化调度、配电网联合调度、自动化电压无功控制、间歇性分布式发电预测、负荷预测、交换功率预测。流程图如图2所示：6图2微电网并网运行在并网运行时，由外部电网提供负荷功率缺额或者吸收DG发出多余的电能，达到运行电能

3、平衡。在并网运行时，要进行优化协调控制，控制目标是使全系统能源利用效率最大化，即在满足运行约束条件下，最大限度利用DG发电，保证整个微电网的经济性。图1分析：微电网并网运行时，由大电网提供刚性的电压和频率支撑。通常情况下不需要对微电网进行专门的控制。在某些情况下，微电网与大电网的交换功率是根据大电网给定的计划值来确定的，此时需要对流过PCC1的功率进行监控。实际交换功率与计划值的偏差功率计算方式如下：。当交换功率与大电网给定的计划值偏差过大时，需要有微电网控制中心（MGCC)切除微电网内部或发电机，或者通过恢复先前被MGCC切除的负荷或发电机将交换功率调整到计划值附近。

4、此处对图1的分析不考虑大电网给定的计划值，当PCC1闭合时，分布式电源发电最大化，总共能发电（37+47+2+69+21)KW=176Kw。静态开关右边的总负荷为（20+20+30+28.2+27+33）KW=158.2Kw。此时运行方式为蓄电池充满电为100Kw。此时分布式电源总发电为176Kw，除了满足静态开关右边的总负荷158.2Kw，剩余的17.8Kw传送到主电网，实现微电网的经济运行。微电网并离网（孤岛）切换：1）“有缝”并网转离网切换由于PCC断路器动作时间较长，并网转离网过程中会出现电源短时间的消失，也就是所谓的“有缝切换”。在外部电网故障、外部停电，检测

5、到并网母线电压、频率超出正常范围，或接受到上层能量管理系统发出的计划孤岛命令时，快速断开PCC断路器，并切除多余负荷（也可以根据实际情况切除多余分布式发电），启动主控电源控制模式切换。由P/Q模式切换为U/f模式，以恒频恒压输出，保持微电网电压和频率的稳定。在此过程中，DG的孤岛保护动作，退出运行。主控电源启动离网运行恢复重要负荷供电后，DG将自动并入系统运行。为了防止所有DG同时启动对离网系统造成巨大冲击，各DG启动应错开，并且由MGCC控制启动后的DG逐步增加出力直到其最大出力，在逐步增加DG出力的过程中，逐步投入被切除的负荷，直到负荷或DG出力不可调，发电和用电在

6、离网期间达到新的平衡。如图3为“有缝”并网转离网切换流程图。6图3“有缝”并网转离网切换流程图（2）“无缝”并网转离网切换对供电可靠性有更高要求的微电网，可采用无缝切换方式。无缝切换方式需要采用大功率固态开关（导通或关断时间为10ms）来弥补机械断路器开断较慢的缺点，同时需要优化微电网的结构。如图4所示，将重要负荷、适量的DG、主控电源连接于一段母线，该母线通过一个静态开关连接于微电网总母线中，形成一个离网瞬间可以实现能量平衡的子供电区域。其他的非重要负荷直接通过公共连接点断路器与主网连接。图4采用静态开关的微电网结构图1分析：大电网的电能供应突然中止，微电网内一般存在

7、较大的有功功率缺额。在微电网离网瞬间，如果存在功率缺额，则需要立即切除全部或部分非重要的负荷、调整储能装置出力，甚至切除小部分重要的负荷；如果存在功率盈余，则需要迅速减少储能装置的出力，甚至切除一部分分布式电源。这样使微电网快速达到新的功率平衡状态。由图1可知该微电网采用的是“无缝”并网转离网切换。当断开PCC1时，静态开关断开，从而把1号—8号非重要的负荷断开，在储能装置（蓄电池100Kw）出力为0的情况下，如果各分布式电源仍是发电176Kw，则发电有盈余，需切去一部分的分布式电源来减少DG的发电量。如果各分布式的总发电量小于158.2