微型电网黑启动与孤岛运行

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1、微型电网黑启动与孤岛运行摘要–拥有大量的小型分散发电的低压配电网络在一定条件下可以为一个孤立的系统运行。本文提出的控制策略以这样一个系统，用于处理孤岛运行和开发当地发电资源以帮助在电力系统停电后恢复供电，而被应用。黑启动过程的一系列动作的程序已确定，这被 预计将是在目前拥有许多分散电源的电力系统运行可靠性方面的一大优点。关键词：微型电网，电力系统恢复， 微型发电厂，能源储存，孤岛运行 1介绍随着中压（MV分散发电（DG））网络的增长渗透，对微型发电连接到低电压（LV） 电网开始引起注意，因为它的潜力 ，减少温室气体排放，提高可靠性 对最终消费者和积极的影响，可能对全球进行系统操作，规划和

2、扩大。在这种情况下，一个新概念-微型电网（MG）-  正在开发中。一个微型电网相当于一个低压电网在电力负载和小型发电系统（燃料电池，微型燃气轮机，风力发电机， 光伏板）连同存储设备（如飞轮和电池）通过嵌入式管理和控制系统并存。[3]如果一个整体或局部停电时，当地发电能力 在低压电网下可以被利用来降低用户的中断次数，通过：  a）提供快速的低压电网黑启动恢复;  b）容许微型电网孤岛运行以满足用户用电直到中压电网恢复供电 传统的电力系统恢复是一个非常复杂的过程， 通常涉及的任务进行手动按预定指南[1]。他们必须以一个快速的方式完成， 在实时的基础，在极端紧张的条件。 这个过程的复杂性使得决

3、策支持手段极其宝贵的协助系统操作者[2]。在微型电网中整个恢复过程简单得多 ，由于可控变量数量减少 （负载，开关和微型电源）。 另一方面，大多数微型电源（MS）不适合 直接连接到低压电网，由于这些单元产生的电能的特点。  通常，一个DC/AC或AC/DC/AC电源的电子界面是必需的。此外，它是没有被预期完全可控的同步发电机，能够控制系统的频率和电压（平衡负载和电源），故而不会直接连接到低压电网。在微型电网中的一个方案在同步可控的情况下 需要MS逆变器能够模拟机同步操作，以便在孤岛模式下与其他MS并行运行。这些单元在恢复过程中发挥关键作用， 如本文所讨论。MS的特异性 （如响应时间常数的主

4、要来源，可再生能源的间歇性 ，技术限制）， 电力电子接口的控制特性 及其发热极限所决定的非常精细的恢复程序。通过对微型电源和当地可控负荷相配合的深入了解，确定微型电网完全自动恢复程序也变为可能。 因为有中央控制和通信基础设施可供使用。 在MG的概念下是可能的，因为这种做法对具体的控制结构，并建立遍布低压网路的不同类型的控制着之间的通信的可能性。 在这篇论文中的一个关于微电网黑启动的动作序列已经被开发出来。 微网黑启动（BS）现在已存在而且正在被争论。两种逆变器控制技术相结合以找到合适的 方法对低压配电系统的恢复和确保其稳定运行。当研究一个LV网络案例时， 为了确定其恢复序列，两个仿真平台

5、已经已经被开发出来： EMTP-RV®工具用于分析初始的快速瞬变 基于MATLAB®和Simulink®仿真平台用于评估长期的孤岛微网的动态行为。2.微型电网的架构如前所述，微网涉及低压电网， 负载（其中一些可中断），可控和不可控的微型电源， 储能装置和由一个通信系统支持的分级管理 和控制策略[3]。 这样的概念已经在欧盟范围内的微网计划框架下发展成熟[3]。在这个架构下的微网（MG）由安装在中压/低压变电站的微网中央控制器（MGCC）控制和管理 。 MGCC具有一些关键作用（如负荷预测，需求侧管理，微型发电厂经济调度，安全评估等）和主管分级控制系统。 在二级控制水平下，控制器位于负载或

6、负载组 （LC）和微型发电厂（MC） 与微网中央控制器（MGCC）交换信息和控制本地设备。图1：拥有大量微型电源，负荷，控制和管理设备的微网整个系统的运作，需要两套设备之间的通信和相互配合：一方面是负载控制，作为接口通过应用一个中断能力概念的来控制负载，  另一方面微型发电控制控制微型发电厂有功和无功电力生产水平。MGCC，作为中央控制器，充分促进技术和经济管理政策，并为LC和MC提供设置点.I在本文描述的方法中， 该MGCC也是当地本科功能负责。 这种先进的BS程序连同系统技术的限制条件，将作为一个软件模块被嵌入到MGCC。重要的是要认识到的 在几个网络控制器之间交换的数据量是相当小的

7、， 它包括到LC和MC主要设定点的有功和无功 以及电压水平的信息或来控制低压系统的恢复的信息。 与此同时，一个MG涵盖小的地理区域。 这些因素有助于缓解所需的通信系统的建立3动态模型本节提供了一个用于模拟MS和电力电子接口的动态模型所采用的模拟工具的简要说明。3.1微型电源建模一些被认为共存于MG和 相对应的动态模型的微型电源（MS）技术已得出。 一种固体氧化物燃料电池（SOFC）及单轴微型燃气轮机（SSMT）模型的详细描述可以参见