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微电网基础知识

微电网基础知识

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  • 来源:
  • 发布时间:2020-03-31 15:47
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【概要描述】分布式能源(DER):一般定义为包括分布式发电(DG)、储能装置(ES)和与公共电网相连的系统。其中DG是指满足终端用户的特殊需求,接在用户侧的小型发电系统,主要有内燃机,微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电;

微电网基础知识

【概要描述】分布式能源(DER):一般定义为包括分布式发电(DG)、储能装置(ES)和与公共电网相连的系统。其中DG是指满足终端用户的特殊需求,接在用户侧的小型发电系统,主要有内燃机,微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电;

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1、定义区分
分布式能源(DER):一般定义为包括分布式发电(DG)、储能装置(ES)和与公共电网相连的系统。其中DG是指满足终端用户的特殊需求,接在用户侧的小型发电系统,主要有内燃机,微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电;
微电网(Micro-Grid):由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行也可以孤立运行。
2、微电网的结构
 
 
3、微电网的架构
微电网的体系结构一般采用国际上比较成熟的三层结构(许继的示范工程也是如此):配电网调度层、微电网集中控制层、分布式电源和负荷就地控制层。
 
 
4、微电网的控制策略
微电网整体控制策略
微型电网常用的控制策略主要分为两种,主从型(master-slaveoperation)和对等型(peer-to-peercontrol)。
主从控制模式:微电网内的一个分布式电源(或储能设备)采取V/f控制,为微电网提供电压和频率参考,而其他分布式电源则采用PQ控制。
对等控制模式:微电网中参与电压、频率调节和控制的多个可控型分布式电源(或储能设备)在控制上都具有同等的地位,通常选择P-f和Q-V下垂控制方法,根据分布式电源接入点就地信息进行控制。
微电源的控制策略
由于微电网基于电力电子技术,使得其内的微电源具有很高的可控性,对于微电源的控制策略可以分为恒功率控制、下垂控制和恒压恒频控制三类。
恒功率控制(PQ控制):实现有功和无功的控制=参考值。当光伏、风机等分布式发电系统采用最大功率追踪控制时,属于恒功率控制。微电网并网运行时,由电网提供电压和频率参考,各分布式电源一般采用恒功率控制。当然,部分可控型分布式电源也可采用f-P和V-Q下垂控制方法,在电网电压幅值和频率降低时,能够支撑电网电压和频率。
恒压/恒频控制:即控制电压和频率。
下垂控制:即选择与传统发电机相似的频率一次下垂特性曲线(DroopCharacter)作为控制方式,即分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制来获取稳定的频率和电压,这种控制方法对微网中的微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制,无需机组间的通信协调,实现了微源即插即用和对等控制的目标。
 
 
5、微电网的两种运行模式
微电网存在两种典型的运行模式:正常情况下微电网与常规配电网并网运行,称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时,微电网将及时与电网断开而独立运行,称为孤岛模式。两者之间的切换必须平滑而快速。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换,并提供必要的控制。 (1)并网运行:微电网与公用大电网相连,微网断路器闭合,与主网配电系统进行电能交换。光伏系统并网发电。储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作。并网运行时可通过控制装置转换到离网运行模式。
(2)离网运行:也称孤岛运行,是指在电网故障或计划需要时,与主网配电系统断开,由DG、储能装置和负荷构成的运行方式。储能变流器PCS工作于离网运行模式为微网负荷继续供电,光伏系统因母线恢复供电而继续发电,储能系统通常只向负载供电。
6、微电网规划
 

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