含逆变分布型电源之微网控制方法研究

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1、含逆变分布型电源之微网控制方法研究第一章绪论1.1.课题背景经济的快速发展促进了电力需求的迅速增长，而传统的集中式发电远距离输送的电力系统在可靠性和稳定性上的弊端曰趋明显。与此同时，能源危机与环境保护的压力正逐渐加大，化石燃料的迅速消耗和燃烧应用中产生的污染问题也已严重影响到了人们的正常生活。因此，绿色清洁的新能源以及可再生能源的应用得到了越来越多的重视。分布式发电将分散存在的清洁能源转化为电能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式发电技术为清洁能源的推广应用提供了有力的技术支撑。相较于传统集中式发电系统，分布式发电系统具备的优点有⑴　　含逆变分布型电

2、源之微网控制方法研究第一章绪论1.1.课题背景经济的快速发展促进了电力需求的迅速增长，而传统的集中式发电远距离输送的电力系统在可靠性和稳定性上的弊端曰趋明显。与此同时，能源危机与环境保护的压力正逐渐加大，化石燃料的迅速消耗和燃烧应用中产生的污染问题也已严重影响到了人们的正常生活。因此，绿色清洁的新能源以及可再生能源的应用得到了越来越多的重视。分布式发电将分散存在的清洁能源转化为电能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式发电技术为清洁能源的推广应用提供了有力的技术支撑。相较于传统集中式发电系统，分布式发电系统具备的优点有⑴：分散独立，可靠性高；可以对区域

3、电网的电能质量和性能进行实时控制，充分利用当地能源；投资小、占地少、建设周期短等。由于分布式电源一般都存在间歇性和随机性的特点，单一类型的电源无论是在独立为负载供电，还是接入配电网时都会产生系统的安全稳定问题。因此，需结合多种分布式电源和储能装置进行联合供电。现有的电网难以承受大规模分布式电源的并入，如果简单的从电网角度对分布式电源提出过于苛刻的并网条件和标准，又会导致分布式电源的潜能无法充分释放和发挥。微网作为分布式发电的一种重要形式，将一定区域内分散的小型发电单元（分布式电源）与储能装置组织起来协调运行，形成了一个微网网络，为本区域的负荷进行冷、热、电

4、联供或者与大电网并联[2，3]。它可以作为一个独立的供电系统为当地负荷供电，实现分布式电源与本地负荷电力电量自平衡的格局；也可以与大电网相连，作为电源向大电网输送电能，或者作为一个负载从大电网中吸收能量[4]。通过这种可变换的工作方式属于配电网中的新技术应用，充分利用分布式电源的能量，提高利用效率，对于大电网和用户侧都具有一定的益处[5_9],是大电网的有益补充。微网通常的运行状态有三种：并网，孤岛和二者间切换。不同运行状态下对微网的作用要求不同，并网时是否参与大电网电压频率调节，孤岛运行中有功无功的解辅控制，切换时电压的同步等诸多问题需解决。由于微网自身

5、较小的容量导致的惯性很小，加之分布式能源，如风光等，本身具有的波动性、间歇性，所以结构中需有储能装置来满足能量平衡。同时，微网电源大多通过电力电子设备接口相连，其较快的反应速度和较小的输出阻抗也使逆变器接口电源的惯性很小，过负载能力低，这就为微网控制尤其是孤岛运行中如何维持网内电压和频率的暂态稳定增加了难度。而微网的整体控制策略，涉及中央控制层以及电源间控制方式的相互影响，也有不同思路的提出，各策略的优劣势较为明显。需合理设置微网的控制结构，统筹调度各个电源，既能减少通讯强度、提高可靠性，又能在缺少互联线的情况下共同维持微网电压和频率的恒定。1.2.国内外

6、研究现状微网作为分布式发电的重要形式之一得到了世界上很多国家的重视和推广，并已取得一定进展。国外研究起步较早，在关键技术方面已取得一些突破，并在小规模微网中得到验证，目前正推动微网向更高电压等级、更大容量方向发展。1.2.1.国外现状美国电力可靠性技术解决方案协会在1999年首次对微网的可靠性、经济型和环境影响进行研究，并在2002年提出较为完整的微网定义。美国能源部还与通用电气共同资助了第二个通用电气（GeneralElectricpany,GE)全球研究计划，目标是开发出一套微网能量管理系统（MicrogridsEnergyManagement,MEM

7、),使它能向微网中的器件提供统一的控制、保护和能量管理平台。相对来说,CERTS的微网研究主要集中在对DERs的设计和鲁棒控制，GE微网更多关注于外部监控回路的研发，以及对能量利用和运行成本的优化上[1]。除此之外，加州能源委员会资助的分布式效能集成测试平台、美国国家可再生能源实验室均开展了对于微网的研究。美国微网的建设提倡即插即用能力，且不允许与大电网并联[11]。图1-1即为美国俄亥俄CERTS试验基地480V系统，包括3个60k网侧逆变器.........555.1.主电路关键元器件选择.........565.2.电路设计与调试.........5

8、75.2.1.系统电路结构.........575.2.2.采样电