微电网运行与控制ppt课件.ppt

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1、微电网运行与控制2014-2015学年第一学期7/29/20211微电网运行与控制第一章微电网概述第二章微电网组成元件第三章微电网基本控制方法第四章微电网多代理优化控制方法第五章微电网保护7/29/20212第三章微电网基本控制方法3.1微电网的运行状态3.2微电网控制方式7/29/202133.1微电网运行状态并网运行状态离网运行状态并网→离网状态离网→并网状态故障/检修状态大电网直供负荷状态过渡状态非正常状态正常状态7/29/202143.1微电网运行状态7/29/202153.1微电网运行状态并网状态运行于联

2、网模式时，母线电压频率和负载由大电网支撑。微网一般被要求控制为一个“好公民”或者“模范公民”。作为“好公民”时，微网在与配电网连接时需满足配电网的接口要求，同时不参与主电网的操作。此时，微网应能实现减少电能短缺、提高当地电压质量和不造成电能质量的恶化等目标。作为“模范公民”时，要求微网能为大电网提供一些辅助操作，例如：参与大电网的电压和频率调节，参与维持整个电网稳定运行，提高故障承受能力等等7/29/202163.1微电网运行状态离网状态运行于孤岛模式时，微网必须能维持自己的电压和频率。在传统电网中，频率能通过大型

3、发电厂内拥有大惯性的发电机来维持，电压通过调节无功功率来维持。在微网中，由于采用大量电力电子设备作为接口，其系统惯性小或无惯性、过载能力差、以及采用可再生能源发电的分布式电源输出电能的间歇性和负载功率的多变性增加了微网频率和电压控制的难度。而且配电网线路阻抗呈阻性，使电压不仅与无功功率有关也与有功功率有关，控制电压需要通过控制有功和无功功率两个方面来完成。7/29/202173.1微电网运行状态切换状态微网运行在两种模式之间切换的暂态时，维持微网稳定是其最主要的问题。如果微网在联网运行时吸收或输出功率到电网，当微网

4、突然从联网模式切换到孤岛模式时，微网产生的电能和负荷需求之间的不平衡将会导致系统不稳定，此时设计合理微网结构和采用恰当的控制方法是非常重要的。当微网从孤岛模式重连到大电网，如何与电网同步是其主要问题。目前，储能装置对缺少惯性的微网是维持其暂态能量平衡的必要元件。7/29/20218第三章微电网基本控制方法3.1微电网的运行状态3.2微电网控制方式7/29/202193.2、微电网控制方式（一）主从控制1、以分布式电源作为主控制器2、以中心控制器作为主控制器（二）对等控制1、分层协调控制2、自治协调控制7/29/20

5、2110（一）主从控制主从控制就是微网的控制系统中存在某一个控制器为主控制器，其余为从控制器，主从控制器之间一般需要通信联系，且从控制器服从主控制器。以分布式电源作为主控制器以中心控制器作为主控制器3.2、微电网控制方式7/29/202111以分布式电源作为主控制器微网底层分布式电源的控制是一种主从控制结构。由于这种主从控制存在于分布式电源层，所以其通信联系是强联系，一旦通信失败，微网将无法正常工作。主单元分布式控制策略联网运行时微网中所有分布式电源采用PQ控制，即微网不参与系统频率调节，只输出指定的有功和无功功率

6、；在孤岛运行时主单元采用V/f控制维持系统的电压和频率恒定。（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202112恒功率控制控制目的是使分布式电源输出的有功功率和无功功率等于其参考功率。有功功率控制器调整频率下垂特性曲线使分布式电源输出的有功功率始终维持在参考值附近；无功功率控制器则调整电压下垂特性曲线使无功功率也维持在相应的参考值附近。（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202113V/f控制V/f控制原理基本思想：输出电压的幅值和频率一直维持不变分布式电源输出的有功功率从P1变化到P3，无功功率从

7、Q1变化到Q3，其输出的频率始终为50Hz，电压幅值为额定值。（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202114恒功率控制（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202115V/f控制方法1分布式电源不管系统负荷功率如何变化，其端口输出的电压和频率一直维持恒定当负荷需求量小于发电量时，主单元吸收剩余电能；负荷需求量大于发电量时，主单元则提供更多电能；（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202116主单元相当于无穷大母线；在动态过程中，由于这种方法使用锁相环（PLL）检测系统频率作为逆变器频率

8、的参考输入，所以采用这种控制方法电压的幅值在动态程中变化更小。（一）主从控制3.2、微电网控制方式7/29/202117恒功率控制当系统频率为50Hz、分布式电源的端口电压为额定值，分布式电源运行在B点，输出的有功功率和无功功率分为Pref、Qref；当系统的频率增加，且分布式电源的端口电压幅值增大，此时分布式电源运行点将由B点向A点移动，输出的有功和无功依