分布式发电储能及微电网接入控制v.3

分布式光储微电网系统调控技术的研究摘要：微电网接入配电网实施并网运行，从而形成多方互补智能调控的用电网络，在保障配电网对分布式电源的调节控制以及管理的同时，进一步降低电网供电成本以及环境污染，其已成为主动配电网的发展趋势以及主要运营模式，因此加强对微电网技术在主动配电网应用研究意义重大。

文章主要对主动配电网中微电网接入构造，以及微电网技术在主动配电网中的应用进行科学分析，以期为微电网技术的广泛应用提供一定的参考意见。

关键词：分布式光储微网系统；调控技术；研究引言基于分布式发电和储能技术的微电网能够整合分布式发电的各种优势，便利可再生能源的接入，协调分布式电源与大电网的利弊并成为大电网的有益补充。

微电网的容量优化配置是微网规划设计阶段的重要内容，对于提高系统供电可靠性和运行经济性具有重要意义。

研究表明，将分布式发电单元连接成为微电网并接入配电网，能够更好地发挥分布式电源的特点，有利于配电网安全稳定运行，提高供电质量。

1 含风光储的独立微电网结构所研究并微电网系统主要由光伏发电系统、风力发电机组、微燃气轮机组、储能系统、柴油发电机组和控制中心组成。

系统各部分功能如下:(1)光伏发电系统(PVGS， PhotovoltaicGener-ationSystem):由太阳能电池板串、并联组成，光伏电池吸收太阳能并发出直流电，经DC/AC变换器接入微电网系统。

(2)储能系统(ESS，EnergyStorageSystem):在微电网中，储能系统多由锂离子电池或铅酸电池并配备合适的双向AC/DC变流器组成。

根据系统的可再生能源发电及负荷情况，储能系统可处于充电或放电状态。

(3)微燃气轮机组(MTGS，MicroGasTurbineGenerationSystem):以甲烷等可燃气体为燃料驱动汽轮机发电，发电成本低，环境友好，是系统主要电源之一，作为可再生能源发电的补充。

(4)柴油发电机:由于发电成本较高且环境效益差，功率调节缓慢，在本文所研究的系统中作为备用电源。

分布式发电系统与微电网技术随着能源需求的不断增长以及对可再生能源的关注度日益提高，分布式发电系统与微电网技术成为电子与电气工程领域的研究热点。

本文将从技术原理、应用场景和未来发展方向三个方面探讨这一主题。

一、技术原理分布式发电系统是指将发电设备分布在用户侧，通过小型化的发电装置进行电能的生产。

而微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。

这两种技术的核心在于能源的分散和可再生能源的利用。

分布式发电系统通过利用太阳能、风能、水能等可再生能源进行发电，将电能直接供给用户。

这种分布式的发电方式能够减少能量传输过程中的能量损失，提高能源利用效率。

同时，分布式发电系统还可以通过能量存储装置将多余的电能储存起来，以备不时之需。

微电网技术则是将分布式发电系统与传统电网相连接，形成一个小型的电力系统。

通过智能电网管理系统，微电网可以实现对能源的有效调度和优化控制。

当传统电网出现故障或停电时，微电网可以独立运行，为用户提供可靠的电力供应。

二、应用场景分布式发电系统与微电网技术在许多领域都有广泛的应用。

首先，在偏远地区或无电区域，分布式发电系统可以为当地居民提供可靠的电力供应，改善生活条件。

其次，在工业和商业领域，分布式发电系统可以降低能源成本，提高能源利用效率。

此外，分布式发电系统还可以应用于农业温室、城市照明和交通系统等领域。

微电网技术在城市和社区中的应用也日益增多。

通过将分布式发电系统与传统电网相连接，微电网可以实现对能源的灵活调度。

在城市中，微电网可以实现对电动车充电桩的管理和优化，提高能源的利用效率。

在社区中，微电网可以实现对居民家庭能源的管理和监控，促进能源的节约和环保。

三、未来发展方向分布式发电系统与微电网技术在未来的发展中还有许多挑战和机遇。

首先，需要进一步提高可再生能源的利用效率和稳定性，以满足不同场景下的能源需求。

其次，需要加强对分布式发电系统和微电网的智能化管理和控制，以实现对能源的优化调度。

分布式新能源并网的微电网控制策略摘要：近些年来，风能、太阳能等一系列新能源的应用正逐步崛起，新能源发电技术也受到全世界各国的重视，这将逐步缓解全球电能紧张并减轻全球各国对传统能源的依赖。

这些新能源发电并网的过程中，其不确定性等劣势逐步体现出来，对现有的电力网络及微电网带来了新的挑战。

本文将就分布式系新能源发电并网，对微电网提出三级控制的控制策略，并加以讨论。

关键词：分布式能源新能源微电网引言大部分电网的传统的发电模式都是以火力发电为主，其他能源为辅。

在我国，2020年上半年火力发电在整个发电行业占比达到75%。

火力发电优点是稳定性、可靠性高，但化石燃料的过度开采和储量逐年减少及随之排出酸性气体、粉尘造成大气污染，因此转换或减少对传统发电的依赖已经迫在眉睫。

近些年太阳能，风能等新能源的崛起让电力行业看见新的希望。

2019年，我国新能源发电机装机容量近20%，预计2023年新能源发电机装机容量达到29.3%。

以上海某电气集团为例，2020年在我国新疆单一地区新建分布式风电及光伏发电场的数量就有十余座。

但随着越来越多的新能源发电厂的并网也逐渐带来了一系列问题，其中单场容量低，分布分散及不稳定性高对电网控制的影响尤为显著。

为了应对这些问题，传统电网引入了微电网的概念，在本文中提出了三级控制的微电网控制策略，其中一级主控制和二级辅助控制与微电网本身的运行有关，而三级主网控制则是关于微电网和主电网的协调运行，在后续章节会分别详细讨论。

微电网及现有的微电网控制策略微电网属于大电网/智能电网的重要的一部分，由电源/分布式发电（DG）单元、储能系统、负荷及保护等部分组成。

它们协同工作，可靠地供电，并与配电系统的主电源系统以公共耦合点连接。

对于现有的电力系统，在微电网的控制结构上可以大体分为两种截然不同的控制方法——集中式控制和分散式控制。

现运行的完全集中式控制方式主要依赖于专用中央控制器收集、整理、计算的数据，并通过中央控制器和受控单元之间进行多次往复通信，以此来确定单个点上所有单元的控制动作。

用户侧分布式储能系统接入方式及控制策略分析李建林;靳文涛;徐少华;魏达【摘要】分布式储能系统在电力用户侧中的应用日益广泛,且应用场景多样化,对于电网来说是潜在的优良资源.然而其容量小、数量多、分布不均衡、单机接入成本高、系统操作及管理困难,给电网的规划运营带来了日益严峻的挑战和技术难题.本文就用户侧中的分布式储能典型应用模式及接入方式进行介绍,阐述各应用场景下分布式储能的应用模式和方案,并分析了典型应用场景下的分布式储能运行效果.通过对分布式储能系统技术形态和载体的分析,可为进一步研究分布式储能汇聚协调控制技术提供理论指导.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)001【总页数】10页(P80-89)【关键词】分布式储能;电力用户侧;应用模式;储能汇聚;协调控制【作者】李建林;靳文涛;徐少华;魏达【作者单位】中国电力科学研究院有限公司,新能源与储能运行控制国家重点实验室,北京100192;中国电力科学研究院有限公司,新能源与储能运行控制国家重点实验室,北京100192;中国电力科学研究院有限公司,新能源与储能运行控制国家重点实验室,北京100192;湖南省德沃普储能有限公司,湖南邵阳422800【正文语种】中文【中图分类】TM912国内基于大规模电池储能技术开展了大量研究工作[1-2]，在大规模可再生能源发电基地、输配电、用户侧以及分布式发电与微电网等领域已建成了多项示范工程，并开展了储能系统容量配置、控制策略等多项研究工作，取得了许多研究成果[3-4]。

在国家政策大力支持下，近年来我国分布式光伏保持快速发展势头[5]，分布式光伏在区域电网中的渗透率越来越高，对电网的安全稳定运行提出了严峻挑战[6]。

储能作为分布式可再生能源和智能微电网的关键技术[7-8]，可提高其系统稳定性和供电可靠性、改善电能质量、削峰填谷、提高调节灵活性、参与需求响应等[9-10]，从而增强可再生能源功率输出的可控性和稳定性，使其满足并网的要求。

分布式发电系统在微电网中的运行与控制研究摘要：随着能源需求不断增长和对可再生能源利用的意识加强，分布式发电系统作为一种新兴的能源供应方式，受到了越来越多的关注。

微电网作为将分布式发电系统与传统发电系统相结合的一种新型电力系统，具有较高的灵活性和可靠性，在实现能源的可持续利用和供电可靠性方面具有重要作用。

本文旨在研究分布式发电系统在微电网中的运行与控制，探讨其中的关键技术和挑战。

1. 引言分布式发电系统是指将发电设备分布在用户侧，将电力系统的产、配、用同步起来的发电系统。

微电网是一种小型电力系统，由分布式发电系统、储能装置、传感器等设备组成，具有独立的供电能力。

分布式发电系统在微电网中的运行与控制对于提高电力系统的可靠性、适应性和经济性具有重要意义。

2. 分布式发电系统在微电网中的运行2.1 分布式发电系统的类型分布式发电系统可以分为光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统等。

不同类型的分布式发电系统之间需相互协调配合，实现供电平衡和能量的有效利用。

2.2 微电网的拓扑结构微电网的拓扑结构包括单向供电和双向供电两种类型。

单向供电结构是指分布式发电系统向用户提供电力，用户之间无法相互供电；双向供电结构则是用户之间可以相互供电，实现电力的互补。

3. 分布式发电系统在微电网中的控制策略3.1 电力负荷管理通过对用户电力需求的监测和预测，采用合理的负荷管理策略，实现电力的平衡供应和需求侧管理，以提高电力系统的效率和可靠性。

3.2 能量管理与储能装置控制微电网中的储能装置可以对不稳定的能源供应进行平衡调节，降低电力系统的波动性。

能量管理和储能装置的控制策略需要根据实际情况和需求进行优化设计，实现能量的高效利用。

3.3 统一控制与协同控制微电网中的分布式发电系统需要通过统一的控制平台实现整体的协调与管理。

协同控制策略可以提高电力系统的可靠性，降低系统的运行成本。

4. 分布式发电系统在微电网中的挑战与展望4.1 通信技术与互联网微电网中的分布式发电系统需要通过通信技术实现信息的传递和数据的交互，提高电力系统的智能化和自动化水平。

一、单项选择题〔每题 1 分，共 15 分〕1.智能电网将使人们的生活〔 A 〕。

A．更便捷、更低碳、更经济 B. 更便捷、更舒适、更经济C．更舒适、更低碳、更经济 D. 更便捷、更舒适、更低碳2.建设坚强智能电网的战略框架可以简要概括为〔A 〕。

A．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节B．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵C．一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个环节和六个内涵D．一条主线、两个目标、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节3.电能质量检测和治理装置是〔 B 〕技术领域关键设备研制内容。

A.发电B. 配电C. 用电D. 调度4.智能发电主要涉及〔 C 〕等技术领域。

A.可再生能源，能源，大容量储能应用B.常规能源，可再生能源，清洁能源C.常规能源，清洁能源，大容量储能应用D.能源，清洁能源，大容量储能应用5.上风向风机的特点是〔 B 〕。

A.风电机组的转速随着风速的变化而变化B.必需安装调向装置来保持风机始终对准风向C.风速变化时，风电机组的转速几乎保持恒定D.风电机组无需调向装置，能够自动对准风向6.电化学储能分类中的液流电池的特点是〔 B 〕。

A.技术成熟，本钱低；寿命短，存在环保问题B.寿命长，可深度放电，便于组合，环保性能好；储能密度稍低C.比能量与比功率高；高温条件、运行安全问题有待改进D.比能量高，循环特性好；成组寿命有待提高，安全问题有待改进7.柔性沟通输电技术是在传统沟通输电的根底上，将〔 A 〕与〔〕相结合。

A.电力电子技术，现代掌握技术B.输电技术，现代掌握技术C.电力电子技术，输电技术D.输电技术，掌握潮流8.柔性沟通输电装置种类较多，承受不同的电力电子器件，以不同的方式与电网连接，掌握方式不同，功能也各具特点。

其中静止无功补偿器〔SVC〕的掌握方式为〔A 〕。

A.触发相位掌握B. 脉冲宽度调制C. 快速投切D. 慢速投切9.输变电设备状态监测系统中，〔C〕的各类输变电设备状态监测装置负责采集状态监测数据，上传至省网侧状态监测数据库，供PMS 高级应用模块及其他应用系统使用。

1 微电网的组成微电网由分布式发电（DG）、负荷、储能装置及控制装置四部分构成，微电网对外是一个整体，通过一个公共连接点（Point of Common Coupling，PCC）与电网连接。

1）分布式发电（DG）：DG可以是以新能源为主的多种能源形式，如光伏发电、风力发电、燃料电池；也可以是以热电联产（Combined Heat and Power，CHP）或冷热电联产（Combined Cooling、Heat and Power,CCHP）形式存在，就地向用户提供热能，提高DG利用效率和灵活性。

2）负荷：负荷包括各种一般负荷和重要负荷。

3）储能装置：储能装置可采用各种储能方式，包括物理储能、化学储能、电磁储能等，用于新能源发电的能量存储、负荷的削峰填谷，微电网的“黑启动”。

4）控制装置：由控制装置构成控制系统，实现分布式发电控制、储能控制、并离网切换控制、微电网实时监控、微电网能量管理等。

2 微电网总体架构微电网电压等级的选取与微电网规模、微电网电源的种类、容量及接入方式、并网点注入电流及运行电压范围等密切相关。

考虑微电网的应用目的，目前微电网的电压等级主要有10kV（20kV）和380V 两种。

由于微电网与配电网存在并网运行模式，其变压器接线形式应与地区配电网相匹配（10/0.4kV通常为D11，yn）。

下面以380V微电网为例对微电网的基本结构进行阐述。

微电网的基本结构如下图所示。

微电网系统由分布式发电系统（DG）、储能装置、滤波补偿装置、智能控制系统和负荷构成。

其中可以包含多个DG和储能装置，这些DG和储能装置联合向负荷供电，整个微电网相对大电网来说是一个整体，通过主隔离设备和大电网相连接。

微电网中DG除可以提供电负荷外，还可以通过热电联产（CHP）或冷热电联产（CCHP）的形式就地向负荷用户供热或制冷，提高能源多级利用的效率。

就电负荷而言，其按性质亦可分为三类：重要负荷、可调节负荷和一般负荷。

微电网论文：基于储能装置的微网运行特性研究【中文摘要】由于科学技术的发展和环境保护的要求,包括微型燃气轮机、光伏电池、燃料电池、和风力发电等各种分布式能源开始进入人们的视野。

然而分布式能源尽管优势明显但也暴露出许多问题,例如单机接入成本高、控制困难等问题。

微电网技术的出现很好的解决了这一问题。

微电网将分布式电源、储能装置、控制装置、以及负荷作为一个整体,既可作为一个特殊负荷与电网相连,也可以看作是一个小型电网孤网运行。

微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充,代表着电力系统新的发展方向。

微电网进入孤岛方式时仍要保证负荷稳定运行。

同时由于微网内不同微源的特点,因此需要采用不同的控制方法。

并网运行时,微电源只要满足功率平衡,大电网负责电压和频率的平衡;当出现故障时,微网由并网方式转换成孤岛模式,由微汽轮机做主控制单元负责电压和频率的调节,光伏电池仍然采用PQ控制。

由于光伏发电具有波动性,对并网和孤岛运行都有影响,因此采用光伏电池和超级电容器混合搭配的方式来抑制电压波动和功率波动。

最后,通过对微电网在孤网和并网运行模式之间的切换以及孤网模式下负荷突变、短路故障等情况进行动态仿真与分析,验证了对不同微源所采用的综合控制策略可以较好地保证微电网系统平...【英文摘要】Due to the technology development and environment protection, some distributed energy resources(DER), such as micro turbines, photovoltaic, fuel cells and wind power, have entered people’s field of vision. However, application of individual distributed generators can cause as many problems as it may solve, which including problem of high access costs and single DER control. The micro-grid is the most effective way to make e use of DER. Micro-grid is a small-sized grid that integrates a number of micro-sour...【关键词】微电网 PQ控制 V/f控制运行模式切换超级电容器储能【英文关键词】micro-grid PQ control V/f control Operation mode transform super capacitor energy storage【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】基于储能装置的微网运行特性研究摘要5-6Abstract6 1 绪论9-18 1.1 课题的研究背景及意义9-11 1.2 微网国内外研究现状11-13 1.2.1 北美的微网研究11-12 1.2.2 欧洲的微网研究12 1.2.3 日本的微网研究12 1.2.4 国内的微网研究12-13 1.3 超级电容器的发展概况13-14 1.4 超级电容器在微网中的应用14-16 1.4.1 提供短时供电15 1.4.2 作为能量缓冲装置15 1.4.3 改善微电网的电能质量15-16 1.4.4 优化微电源的运行16 1.5 论文的主要研究内容16-18 2 微电网概念及组成18-29 2.1微电网概念18-19 2.2 微电网中微源构成19-25 2.2.1 风力发电20-21 2.2.2 光伏电池21-23 2.2.3 微型燃气轮机23-24 2.2.4 燃料电池24-25 2.3 微网储能设备25-29 2.3.1 飞轮储能25-26 2.3.2 超级电容器储能26-27 2.3.3 蓄电池储能27-29 3 微电网运行与控制29-42 3.1 微电网运行特点29-30 3.2 微电网控制策略分析30-31 3.3 微电网控制策略31-35 3.3.1 主从控制法31-33 3.3.2 对等控制法33-35 3.4 微源逆变器的控制方法35-38 3.4.1 恒功率控制36-37 3.4.2 恒压恒频控制37 3.4.3 下垂控制37-38 3.5 逆变器的电路结构38-39 3.5.1 逆变器电路38 3.5.2 Park 变换38-39 3.6 超级电容器储能系统的结构与工作原理39-42 4 微电网模型的建立42-51 4.1 仿真软件介绍42-43 4.2 微型燃气轮机模型的建立43-44 4.3 光伏电池仿真模型44-46 4.4 微电网运行仿真及分析46-51结论51-52参考文献52-56在学研究成果56-57致谢57。