光伏发电及微电网的控制策略的研究

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1、第1章绪论1．1课题研究背景及意义1．1．1光伏发电系统的意义光伏是通过把太阳能转换为电能，然后把电能供给用户的一种发电系统。它具有对环境无污染，使用年限久，可回收利用等优点，所以说光伏发电拥有许多其他能源没有的优势。我国的传统电力主要是以消耗资源为代价换取人们的日常供电，但是资源毕竟有限，新的能源发展就显得越来越重要，而光伏作为一种清洁能源，有着其他能源无法替代的优势。我国以前的经济发展方式主要是资源换取经济的发展方式，因此近年来，政府推出了许多促进光伏发展措施，鼓励人们使用光伏能源。可见，未来光伏必将成为重点发展的产业之一。光伏发电作为一种分布式电源，在具有上述优点的同时，也存在着一

2、些缺点。光伏在并入电网后，必将对电网带来一定的影响，这时候必须采用各种措施来防止这种影响，因此提出微电网的概念来研究多种分布式电源并网的控制与影响。1．1．2微电网的意义微电网的定义主要是相对于传统电网来说，它主要是由分布式电源，负载以及控制设备共同组成的小型电网。从电网的角度考虑，微电网可能会对电网带来不稳定影响，因此必须有相应的控制方式来控制两者协调运行；而对于用电户来说微电网能够给用户带来许多好处，例如增加本地供电的可靠性等。正是由于微电网类似于一个小型电网，它具有完整的电力系统的功能。因此在其控制范围内，微电网可以进行功率平衡和电能优化，而且对电网来说，微电网还可以被认为是电网中

3、的一个“虚拟”电源或负荷。微电网还具有灵活的结构，能够作为主电网的辅助电源，提高系统的安全第1章绪论性和可靠性。对于电网来说微电网还是可控的，和电网合理的结合起来，就能组成一个更加灵活可控的新系统，这个新系统具有以下优势：(1)微电网可以在用户附近建设，从而不用建设配电站，减少在输电过程中的损耗(2)微电网建设的规模一般不大，建设周期较短，能够有效解决就近的电力需求(3)微电网的供电可靠性较高，而且使用微电网还能够节约能源，降低对环境的污染等。1．2国内外的研究现状1．2．1国外对微电网研究现状由于整个世界对能源的需求越来越大，负荷增长越来越快，用户对电能质量的要求越来越高，传统的电力行

4、业面临的情况越来越严峻。而微电网的主要特点是灵活、智能，对于解决上述问题具有极大的优势。目前一些国家根据本国电力的实际情况，对微电网采取了不同的发展策略。因此，在这个领域，各国的发展方向都不尽相同。以美国、欧盟和日本为微电网技术方面的代表，研究侧重点如下表llJ：表1．1美国、欧盟和日本的微电网发展目标目标美国欧盟日本供电可靠性√减少对环境的影响√t减少投资成本_提高分布式能源利用率_√确保分布式电源多样化√能孤岛运行√如上表所示，不同国家对微电网的研究侧重点各不相同。美国由于最近发生了较大的停电事故，对国内造成了巨大的影响，因此美国特别关注供电可靠性和电能质量，他们研究的重点也就主要集

5、中在这两方面。而欧洲各国情况是电源多数靠近负荷，微电网容易形成互连模式，因此，欧洲更加注重连接问题。日本由于国土匮乏，更加重视可再生能源的发展，但由于可再生能源发电的处理具有随外界条件不同而不同的变化性，所以日本的研究更注重控制技术。第1章绪论1．2．2国内对微电爵研究现状微电网作为未来发展的一种趋势，我国也一直在加强这方面的研究。然而因为我国国情与其他国家不同，我们应该根据我国具体的实际情况来侧重发展模式。目前微电网在我国发展的形势及作用大致如下：1)我国分布式电源的发展促进了微电网的发展及进步。分布式电源是当前国家重点支持的科技攻关和发展领域。虽然分布式电源具有许多的优势，但是大量的

6、分布式电源接入电网中有可能给电网带来不稳定，难操作等问题，所以在国内分布式发电还需要突破技术难题，解决对电网的影响才能得到更大的发展。而微电网研究的内容主要就是解决电网与分布式电源如何相互协调的问题，所以加强研究微电网就显得更加迫切。2)微电网和电网结合能起到相互辅助作用，对于提高整个系统的可靠性方面发挥重要职能。由于我国各行各业的快速发展，整个社会对供电的要求也日益增强，尤其是电能质量方面，所以加快建设发展微电网对于提高电能质量，改善系统稳定具有帮助作用。3)当电网遭受自然灾害的时候，微电网能够作为一个能够独立运行的小型电网保障用户供电，提高了电网的抗灾能力。目前，我国电力发展己进入大

7、规划、大建设、大运行、大检修、大营销阶段，全国电网实现互相连接，但是大电网的不稳定性因素也更大，存在的风险也更多，因此造成大面积停电的可能性较大，尤其是2008年的冰灾对电力行业造成了巨大损失，因此，发展微电网可以就地供电，保障用户供电需求，从而在一定程度上减少停电的可能性。4)微电网能够用来降低电网风险，减少电能传输的损耗。传统的供电模式是由电厂发出电能，经过远距离传输，变级等多个过程，最后输送给用户。而微电网可以就近在用户附近进