基于分布式电源的微网的设计与运行.pdf

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1、第31卷第4期电力自动化设备Vol．31No.42011年4月ElectricPowerAutomationEquipmentApr.2011基于分布式电源的微网的设计与运行汪少勇（广东省电力设计研究院，广东广州510663）摘要：结合微网和分布式电源的特点，着重讨论了其设计、运行、优化、控制等问题。通过设计实例，指出微网的设计要遵循安全可靠、功率平衡、运行灵活的原则；分析了微网的结构和运行方式，对于并网运行模式、孤网运行模式、双模式进行了详细说明，提出在不同的运行模式下微网设计的特点；对于微网和分布式电源的控制系统和优化运行提出了建议，提出了建立微网能量管理系统的大

2、致思路；对需要注意的一些事项，如防孤岛保护、短路电流等进行了说明，提出用主动检测法和被动检测法进行防孤岛保护的实施方案。关键词：微网；分布式电源；设计；运行模式；防孤岛保护；微网能量管理系统中图分类号：TM61文献标识码：B文章编号：1006－6047（2011）04－0120－04从电网角度来看，这种管理模式不利于统一调度和0引言优化调峰。［8-10］微网（MG）是一种由负荷和微型电源组成的系e.微网一般与电网连接，对电网造成一定影响。微网一般采用并网不上网的方式与外部电网连接。统，它可同时提供电能和热量；微网内部的电源主要由电力电子器件负责能量转换，并提供必要的控

3、制［1］；由于DG的接入，改变了电网的电源结构，而且DG多采用电力电子元件进行能量转换，因此对电网的微网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并继电保护、电能质量、潮流分配产生一定的影响。可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微网内的微型电源，主要指微燃机、风力发电、光伏2微网的设计发电等分布式电源DG（DistributedGeneration）。国内已有一些文献对有关概念和研究方向进行了探2.1微网的设计原则讨［2-5］，随着这些DG的建设［6-7］，有必要对微网的设计微网的设计对于微网运行的安全性、可靠性、经济性至关重要，主要基于以下原则进行。和运行进行深

4、入研究。a.安全可靠。微网的设计应保证区域内用电设1DG与微网的特点备的安全，保证负荷供电的可靠。在电网出现故障时，微网应尽快与电网脱离，微网内各种设备的故障a.DG一般直接接在用户端。DG是根据用户需应能尽快隔离，DG应保证重要负荷供电的连续性，要而设定的，多为用户自行投资和管理，故一般都安在电网恢复正常后，微网应能尽快重新并网。微网内装在用户端。另外，供电电压低、供冷（热）管道不可部的继电保护和自动装置的配置也要以安全可靠为太长等因素也要求DG应尽量靠近用户端，以减小前提，同时充分考虑DG的接入对外部电网的影响［11］。输送损失。b.功率平衡。应慎重考虑DG的接入

5、点，将区域b.DG形式多样化。采用油、天然气、合成气等内的DG功率与用电负荷进行平衡，配电结构的设计化石能源以及太阳能、风能等可再生能源，发电形式应能使用户优先使用微网内部所发出的电量，同时多种多样［6-7］。兼顾冷（热）负荷的需求，以提高DG的能源利用效c.主设备小型化，模块化。DG通常根据用户侧益，节省用户成本。的需要确定容量，主要是为满足微网内用户对电、热、c.运行灵活。微网内设备各种运行方式的切换，冷等单一或综合的需求，因此容量相对较小，十几千设备的例行检修等的操作应灵活方便。瓦到几兆瓦不等。各主要设备相互独立，技术成熟，自2.2微网设计实例动控制水平较高，运

6、行较灵活。可以根据用户的具体图1是一个微网设计的实例。外部10kV配电要求，选择不同的设备组合构建整个系统，实现模块网通过2条线路，经断路器QF601、QF602分别接入母化结构。线M1、M2，2段10kV母线以分段断路器QF603连接。d.需求侧管理。目前的微网受政策和上网等诸2段10kV母线通过2台变压器T1、T2分别接入2多因素的影响，大多由用户或投资方自行运行管理。段380V母线LM1、LM2，2段380V母线以分段断路收稿日期：2010-09-29；修回日期：2011-01-06器QFA3连接。DG接入380V母线DGM，并通过断路第4期汪少勇：基于分布式电

7、源的微网的设计与运行外部电网外部电网荷和冷（热）负荷的变化调节DG的出力，以期获得QF602QF603QF601最优的经济效益。主要有以下运行模式。M2M110kV3.2.1并网运行模式QF605QF604在并网运行时，DG能够按照一定的出力策略或T2T1者负载特性调节功率输出，运行在并网模式的DGQFA3主要有3种功率分配形式。QFA2QFA1LM2LM1380Va.恒功率模式①：DG带基本负荷，保持恒功率运行，电网提供额外功率用于满足微网内负载的需QFA4一般负荷一般负荷DG求。如图2所示，DG输出恒定30kW的功率。M140QFA5重要负荷DG