分布式发电储能微电网控制运行及并网接入技术研究与应用

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1、2013电力系统自动化专委会学术交流研讨会论文集分布式发电储能微电网控制运行及并网接入技术研究与应用孙国城，鲁文，杜红卫，唐斐南京南瑞集团公司（国网电力科学研究院），江苏省南京市，211106摘要:本文深入调研国内外分布式发电/储能及微电网的技术现状和发展过程,针对国内智能电网建设的实际需求，提出了分布式发电/储能及微电网接入控制系统的体系架构。系统总体采用三层控制模式，并详细给出微电网运行方式和控制策略、微电网整体保护、电能质量监测及治理整体、通讯等有关技术解决方案。技术在华北电网试验应用，采用村庄、单户两种微电网典型供电模式。实际运行表

2、明系统运行稳定，有效解决了分布式清洁能源的就地利用并合理接入配电网，具有良好的示范推广意义。0引言目前,国家正在积极推进新能源发展战略，加快可再生能源利用，大力发展低碳经济。同时随着社会经济形势的发展及建设智能电网进程的推进，农村电网存在的问题逐渐凸显，如偏远地区“无电或缺电”、“供电质量差”和“供电可靠性低”等问题在广大农村普遍存在，因此，面对农村电网用电新形势，如何有效利用农村可再生清洁能源，就地解决农村地区可靠用电问题，积极探寻农网电网建设的新思路成为目前迫切需要研究的新课题。分布式电源位置灵活与分散的特点极好的适应了分散的电力需求与

3、资源分布，延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资，同时它与电网互为备用，使供电可靠性也得以改善。具有污染少、可靠性及能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点。但是大量分散的、形式多样、性能各异的分布式电源简单并网运行会对电网和用户造成冲击，给电能质量、系统保护、系统运行等带来不利的影响。微电网能很好协调电网和分布式电源的矛盾。1微网现状欧美在风电、光伏新能源发电的开发利用较早，大多以分散接入中低压配用电网络为主，在新能源分布式接入方面积累了大量的实践经验，相关规定和规范已经逐步完善，并形成了一系列应用标准。同时，欧美日等国的各地方电网电力公

4、司也分别根据各自条件制定了针对分布式新能源的一系列技术和管理条款，如一个地区的最大接入容量等等。但由于国内外电力系统运行管理体制和市场运营模式等方面存在着巨大差异，相关研究和技术开发需要充分结合国内实际情况进行开展。和发达国家相比，我国对分布式发电和微电网的研究的起步较晚。目前，电力公司和很多高校、研究结构都关注这一领域，并在国家“973”、“863”计划的支持下在该领域开展一些研究工作，也取得了一些阶段性的研究成果。清华大学、国家电网公司、天津大学、中科院电工所、浙江大学、合肥工业大学等国内的一些科研机构，开展了微电网相关的技术研究，主要

5、集中在模型、控制策略等基础理论以及实验平台的建设等方面。目前已有一些微电网试点工程建成投运，河南郑2013电力系统自动化专委会学术交流研讨会论文集州财专光储微电网试点工程、广东佛山冷热电联供微电网系统、浙江东福山岛风光储柴及海水淡化综合系统项目，从不同角度试验验证分布式发电/微电网的技术可行性。但在分布式电源微电网的接入农村配电网控制和实际运行控制上还有很多关键技术需要研究。2功能需求为解决农村清洁能源的利用、农村微电网的建设、运行与控制，农村偏远地区供电问题需研发分布式发电/储能及微电网接入控制系统，实现分布式发电/储能及微电网与配网的并

6、网协调运行；研发微电网运行控制系统，集微电网的运行控制、能量管理、负荷管理、协调调度功能于一体，实现微电网安全可靠经济的自治运行。完整的微电网整体监测保护方案，对微电网内各种保护原理、实现方式、协调配合等均取得重大突破，研制微电网保护装置、微电网监测装置及分布式发电智能终端等关键设备；采用基于主站调度、微网协调控制、两级预测相结合的运行控制策略实现微电网与配电网协调运行；需要探索农网清洁能源利用的两种典型建设模式。3系统架构设计目前微网控制方式主要有对等控制方式和主从控制方式。在其中主从控制方式又有两层控制方式和三层控制方式。对等控制模式技

7、术对分布式电源的控制要求高还停留实验室阶段。而两层控制方式对通信要求更高，既要保证其可靠性还要有足够的实时性，对计算机系统及通信依赖较大，时效性有待论证。三层控制模式比较灵活，分布式电源和微网控制主要在就地完成，时效性可以得到有效保证，下面介绍三层控制模式：3.1三层控制模式分布式发电/储能及微电网接入控制系统采取三层控制模式如下图1所示，包含设备层、协调控制层和主站层。…………图1三层控制模式示意图设备层包含光伏发电控制器、风机控制器、储能电池双向控制器及相关测控终端、在线监测装置等具体装置，设备层接受协调控制层的具体执行指令；风光储等微

8、网之间的协调控制，比如调压、调频、运行模式切换策略一般由协调层控制制定，发送相应的控制命令给设备层具体实施控制，同时协调层设备负责向主站层上送微网信息。主站层接受协调控制层/设备