微电网与分布式发电.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:38 大小:336KB 金币:10 举报 版权申诉
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(一)分布式发电另一方面,随着现今社会对能源需求的增加,可供利用的煤炭、石油等一次能源越来越少,而且诸如煤炭、石油、核电等在发电过程中都会对环境造成严重污染。环境问题以及能源危机已成为当今世界的两大难题,人们越来越关注生态环境的保护以及能源的可持续发展。为保护环境,避免能源危机,开发可再生能源成了新兴的研究课题。一次能源的日益枯竭,环境的恶化。大电网自身的缺陷以及全球电力市场化改革的进行,促使分布式发电技术(DistributedGeneration——DG)成为电力系统中新的研究热点。分布式发电的定义及特点(二)微电网的提出微电网的定义1)一般通过单点接入大电网,即从电网端看进去微网是一个可控发电单元或者负荷。这样可以充分利用微网内各种分布式电源的互补性,能源的利用更加充分,并且减少各类分布式电源直接接入电网后对大电网的影响。2)能运行在两种模式:联网模式和孤岛模式。3)微网中的分布式电源互相之间一般有一定的地理距离4)微网一般连接在低压配电网侧,其输电线路阻抗一般成阻性其中大多数微能源与电网的接口都要求是基于电力电子的,以保证微电网以单个系统方式运行的柔性和可靠性(三)微电网的基本结构上图是是美国CERTS给出的微电网结构。图中,微电网整体呈辐射状结构,在公共耦合点(PCC点)通过一个静态开关(StaticSwitch)与主电网相连,实现由孤岛运行模式向并网运行模式的无缝切换。当负荷变化时,潮流控制器可根据本地频率及电压信息进行潮流调节,调节DG的功率输出以保持功率平衡。能量管理器则综合解决电压控制、潮流控制和解列时的负荷分配、稳定及所有运行问题。上图,对于敏感负荷,采用光伏电池、微型燃气轮机、和燃料电池的混和供电,实现可靠性供电以及热电联供;可调节负荷仅采用微型燃气轮机供电;而对于可中断负荷则没有专门的微电源,而是由配电网直接供电。同时,对于敏感负荷和可调节负荷还配置了电流差动保护和潮流控制器,外部故障时,静态开关会快速打开,实现并网模式向孤岛运行模式的平滑切换,不间断重要负荷的供电;而可中断负荷仅配有传统的并网装置,可根据电网功率平衡的需求,必要时将其切除。(四)微电网的两种运行方式及控制策略孤岛与孤岛运行观点孤岛运行的利用是指按预先配置的控制策略,有计划地形成孤岛,具体是在因电网故障或维修而造成供电中断时,由DG继续向周围负荷供电,从而减少因停电而带来的损失,以提高供电质量和可靠性。当微电网并网运行时,微电网根据网内功率匹配的情况从电网吸收或流出能量;而当电网故障、停电检修等原因造成与主电网的连接中断,微电网需要从并网运行模式无缝切换到孤岛运行模式,继续向微网内负荷供电。这样可以保证微网内负荷的供电可靠性。功率平衡下的孤岛检测问题,孤岛的划分,微电网的电压频率的调节与控制,以及再并网都是微电网实用化的需要解决的问题。孤岛检测微网控制的主要问题(五)微电网中的关键问题及相关研究由微电网的结构分析可看到,微电网如此灵活的运行方式与高质量的供电服务,离不开完善的稳定与控制系统。控制问题也正是微电网研究中的一个难点问题。其中一个基本的技术难点在于微电网中的微电源数目太多,很难要求一个中心控制点对整个系统做出快速反应并进行相应控制,往往一旦系统中某一控制元件故障或软件出错,就可能导致整个系统瘫痪。因此,微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应,例如,对于电压跌落、故障、停电等,发电机应当利用本地信息自动转到独立运行方式,而不是像传统方式中由电网调度统一协调。具体来讲,微电网控制应当保证:①任一微电源的接入不对系统造成影响;②自主选择运行点;③平滑地与电网并列、分离;④对有功、无功进行独立控制;⑤具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。经典的微电网控制方法:该方法根据微电网控制要求,灵活选择与传统发电机相类似的下垂特性曲线进行控制,将系统的不平衡功率动态分配给各机组承担,具有简单、可靠、易于实现的特点。但该方法没有考虑系统电压与频率的恢复问题,也就是类似传统发电机中的二次调整问题,因此,在微电网遭受严重扰动时,系统的频率质量可能无法保证。此外,该方法仅针对基于电力电子技术的微电源间的控制。该方法采用不同控制模块对有功、无功分别进行控制,很好地满足了微电网多种控制的要求,尤其在调节功率平衡时,加入了频率恢复算法,能够很好地满足频率质量要求。另外,针对微电网中对无功的不同需求,功率管理系统采用了多种控制方法,从而大大增加了控制的灵活性并提高了控制性能。但与第1种方法类似,这种方法只讨论了基于电力电子技术的机组间的协调控制,未综合考虑它们与含调速器的常规发电机间的协调控制。基于多代理技术的微电网控制方法微电网的保护问题与传统保护有着极大不同,典型表现有:①潮