【微电网】_微电网的总体结构
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微电网是什么_微电网的概念及技术特点微电网的概念微电网(Micro-Grid)也称为微网,是指由分布式电源、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。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统,它作为完整的电力系统,依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。
开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,使传统电网向智能电网过渡。
微电网中的电源多为容量较小的分布式电源,即含有电力电子接口的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。
它们接在用户侧,具有成本低、电压低以及污染小等特点。
由于环境保护和能源枯竭的双重压力,迫使我们大力发展清洁的可再生能源。
高效分布式能源工业(热电联供)的发展潜力和利益空间巨大。
提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。
通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制,不需要分布式的就地控制器,而仅采用常规的量测装置,量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。
采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制,微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。
微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。
微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统,具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征,属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。
微电网1微电网是什么微电网是智能电网的重要组成部分,是一种小型供电系统,其在某一有限区域内根据负荷需求并采用可控分布式电源向区域负荷供给电能;微电网既可以非自治方式并网运行,也可以自治方式独立运行。
如果网内的微电源能够有效地管理和协调运行,会显著改善整体系统的性能。
2.微电网的基本构成(1)电力管理系统电力管理系统主要负责电力从电源输送到用电设备。
具体功能包括:一是,将电源处各形式的电能转换成符合出所需要的形式,例如使用逆变器将光伏产生的直流电转换成通常负荷所需要的50HZ交流电。
二是,作为储能设备的界面,来使微网内的电力供需达到平衡。
现代微网通常融入了软件和控制系统,例如智能电表,从而实现微网的高效和稳定运行。
(2)储能系统储能系统对微网的重要性不言而喻。
它可以让微网实现内部的电力供需平衡,从而维持电压和频率的稳定。
也可保证用户的用电需求随时能得到满足。
微网系统中常见的储能设备为:电池,燃料电池+电解池,超级电容以及飞轮等。
(3)用电设备微网中用电设备的电力来源是系统中全部的发电和储能设备。
综合考量用电设备是很有必要的,因为它们决定了用电负荷在微网中的位置,相应地也会影响发电装机容量以及对储能系统的要求。
例如,对一个基于分布式光伏发电的微网来说,为手机充电的负荷对系统影响微乎其微,而开启电冰箱这样的有长期稳定的用电设备则对系统管理用电负荷带来了一定的困难。
(4)对外连接微网通常与大电网相连,从而实现之间的电力交换。
这种类型的微电网在校园和医院中十分常见。
此外,电网的发展趋势之一是使用先进的监测和控制系统,将很多个微电网连接起来。
3.微电网的作用(1)就近消纳,提高能源效率。
微电网内部的电来自于天然气、光伏及风电等分布式能源。
在西北之类风光资源充足的地方,修建大型风电场、光伏电站,用户(工业园区、商业区、学校、医院甚至大型的地产项目)在接入小型的风机、光伏、储能、燃气轮机等电源设备时,就能使电能就近消纳,省去了在电网中传输的损耗,提高了能源的使用效率。
风光储互补微电网系统的设计及应用作者:***来源:《科技资讯》2023年第16期关键词:风力发电储能系统监控线路模拟光伏发电中图分类号: TM92 文献标识码: A 文章编号: 1672-3791(2023)16-0094-04随着新能源发电规模的逐步扩大,许多电网的系统也变得更加完善,其中的监控系统则是对相关参数进行检测[1]。
分布式发电机储能技术在发展中也降低了系统开发的成本,微电网已经成为了电网发展的未来趋势。
因为微电网具有较强的灵活性、安全性,吸引了很多的用戶参与进来,无论是在学术界还是社会上都得到了广泛关注,朝着大众化趋势发展。
1 微电网系统的总体架构目前,在实验室中已经具有3 kW 的单向光伏系统(10 套)、10 kW 三相光伏系统(2 套)、2 kW 室外水平轴风力系统(2 套)、2 kW 室外垂直风力系统(2 套)、5 kW的双馈异步风力发电系统及永磁同步风力发电系统。
本文以某技术职业学校作为平台,所以需要与校园交流母线进行连接,满足系统自身需求后,对大电网进行电流的输送,另一端需要与模拟的架空线路进行连接架空航线进行连接,从而让学生在实验室中能够完成相应的试验。
母线两端与装置的开关连接,借助Modbus 协议产生通信,为系统的正常运行打下良好的基础。
2 微电网中的子系统2.1 光伏系统光伏系统包括光伏电池组件、变流设备、并网发电系统柜等,可实现功能的多元化,同时进行发电、控制、监控、保护等。
在设计中,光伏板被分为固定式光伏板和双轴跟踪式光伏板,如图1、图2 所示。
其中的总功率可达到52 kW,在串联的过程中,形成了光伏阵列,随后将其进行逆变,接入交流母线,便于对光伏板的控制[2],子系统当中的光伏组件必须要逆变,在逆变之后才能并入交流母线当中。
2.2 风力发电系统该系统能够对风机的电压、逆变器输出电压、电流等数据进行收集,让设备的运行更加安全[3],风力控制器则是通过ARM 内核芯片进行数据采集和储存。
微电网名词解释>>微电网(Micro-Grid)也译为微网,是由各种分布式电源、储能单元、负荷以及监控和保护装置组成的集合。
具有灵活的运行方式和可调度性能,能在并网运行和孤岛运行两种模式间切换,通过相关控制装置间的协调配合,可同时向用户提供电能和热能。
根据实际情况,系统容量一般为数千瓦至数兆瓦,通常接在配电网中。
对大电网来说,微电网可作为一个可控的“细胞”,是一个简单的可调度负荷。
对用户来说,微电网可作为一个可定制的电网。
通俗地讲,微电网实际上就是一个小型的电力系统,由电源、储能、负荷和控制系统等组成。
可以说“麻雀虽小,五脏俱全”。
而与大电网不同的是,微电网采用的电源一般都是分布式可再生能源,比如风力发电机、光伏电池等。
延伸阅读>>国外已建成微电网示范工程盘点目前世界上许多国家己开展微电网研究,立足于本国电力系统的实际问题提出了各自的微电网概念和发展目标。
作为一个新的技术领域,微电网在各国的发展呈现不同的特色。
目前,国外已经建成的示范工程盘点如下:CERTS试验基地美国俄亥俄480V系统,包括3个60kWMT,有三条馈线,其中两条含有微电源并能孤网运行。
这两条中的一条馈线上带有两个微电源,通过170m电缆间隔;另一条馈线上带有一个微电源,这样可以进行微电源并行运行的测试。
该系统用于测试微电网各部分的动态特性。
MadRiver公园美国范特蒙特6个商业和工业厂区,12个居民区,280kW、100kW发电机,30kWMT,PV。
接入7.2kV配网。
既可孤网运行,也可联网运行。
LABEIN微网中心西班牙通过两个1000kVA和451kVA的变压器连接到30kV中压网络,0.6kW和1.6kW单相PV,3.6kW三相PV,2组55kW柴油机,50kWMT,6kW风力发电机;250kVA飞轮储能,2.18MJ超级电容,1120Ah和1925Ah蓄电池储能;55kW和150kW电阻负荷,2个36kVA电感负荷。