智能微电网的控制策略研究综述
微电网并离网控制策略研究及实现
微电网并离网控制策略研究及实现 任洛卿，唐成虹，王劲松，黄琦 南瑞集团公司（国网电力科学研究院）, 江苏省南京市211106 The Research and Implementation of Micro-grid's Grid-connected & Off-Grid Control Strategy Ren Luoqing, Tang Chenghong, Wang Jinsong, Huang Qi NARI Group(SGEPRI), Nanjing, Jiangsu 210003 ABSTRACT: This paper analyzes the network structure and operation modes of micro-grid and proposes a method of grid-connected & off-grid control strategy, which is based on fast fault detection and pattern recognition. Improved half-wave Fourier algorithm is used to carry out fast protection computation of the characteristic value so as to implement fast fault detection. The characteristic value is described by logical expressions and its real-time value is used to identify the current running mode and as the criterion to implement smooth switching control between the grid-connected mode and off-grid mode. So far, this method has been successfully applied in Luxi island micro-grid demonstration project. KEY WORD: micro-grid; fast fault detection; pattern recognition; coordinated control strategy 摘要: 本文对微电网组成结构及运行模式进行分析研究，提出了故障快速检测和运行模式识别的微电网并离网控制策略方案。故障快速检测以改进的半波傅里叶计算为基础，通过对微电网特征量的快速保护运算，实现故障的快速检测。微电网并离网平滑切换控制实现方法，将微电网特征量以逻辑表达式的形式进行描述，通过读取微电网特征变量实时值，识别出微电网当前运行模式，实现微电网并离网平滑切换。目前该方法已经成功应用于鹿西岛微电网示范工程。 关键词: 微电网；故障快速检测；模式识别；协调控制策略 1 引言 微电网由分布式发电、负荷、储能等部分组成，一般与中低压配电网相连，是一种可以运行在并网模式或离网模式的小型配电网系统。随着分布式发电技术的发展，分布式电源数量快速增长。智能微源、节能降耗、提高供电质量的目的[1]，因此微电网是处理大规模分布式发电接入电网的必然选择，微电网技术的发展对未来坚强电网的发展起着至关重要的作用[2-3]。 微电网有并网和离网两种状态。当电网发生故障时，微电网可离网运行，进入独立的孤岛状态。然而在微电网的发展中，微电网的运行控制尤其是并离网切换控制具有一定的难度。当电网发生故障时，分布式发电和储能设备的电力输出与实际负荷的电力需求很可能不平衡，造成大量电能缺额或电能过剩。此时需要迅速进行判断并进行相应的调节控制，使微电网能够平滑切换至离网状态运行。 现有的微电网并离网切换控制装置一般是针对特定并网方式设计，而离网控制操作过程需要人工参与[4-6]，无法自动适应微电网运行方式，很难做到并离网平滑切换控制。因此，研究微电网并离网平滑切换控制策略实现方法[7-12]是保证微电网安全高效运行的迫切需求。 本文对智能微电网的并离网控制策略进行了研究，提出了包括基于快速保护运算的故障检测技术和基于模式自识别的协调控制方法。这些新技术组成的微电网并离网控制策略，使微电网可以在并网和离网模式间实现平滑切换，同时保证重要负荷的持续供电。 2 快速故障检测技术 快速的故障判断是微电网的并离网切换控制的重要基础，而更快速的故障判断需要在更短时间内完成保护量的运算。 传统的全波傅里叶变换是电力系统中经常使用的保护计算方法。 传统计算方法公式如下： N -1 电网作为智能电网的重要部分，能灵活有效地运用分布式发电和储能设备，达到最大化接纳分布式电 2 a n =x n N =0 sin(nπ 2π ) N 4∑ N
智能电网中微电网优化调度综述
智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。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、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。
国内外智能电网的发展现状与分析
国内外智能电网的发展现状与分析 发表时间：2016-01-11T16:36:35.487Z 来源：《电力设备》2015年6期供稿作者：邓宏赵武 [导读] 国网山西省电力公司武乡县供电公司客户对电能质量的要求逐步提高，可再生能源等分散式发电资源数量不断增加，传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。 （国网山西省电力公司武乡县供电公司 046300） 摘要：随着经济发展和市场化改革的推进，电网与电力市场、客户之间的关系越来越紧密。客户对电能质量的要求逐步提高，可再生能源等分散式发电资源数量不断增加，传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。因此，发展智能电网就显得尤为重要，本文中笔者详细叙述了国内外智能电网的发展现状与形势，希望以此有所贡献。 关键词：国内外；智能电网；发展现状；分析 一、国内智能电网的发展现状与分析 1、国家电网公司智能电网发展现状 2009 年 5 月，在北京召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009 年 8 月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电网的两个基本发展要求。“坚强”是基础，“智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的高度融合是以整体性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特征。 电网的“坚强”与“智能”本身也相互交叉，不可拆分。坚强智能电网是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动的电网。坚强可靠，指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；经济高效，指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用；清洁环保，指促进清洁能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重；透明开放，指电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧视开放；友好互动，指实现电网运行方式的灵活调整，友好兼容各类电源和用户接入，促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。坚强智能电网的总体发展目标是：建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的现代电网。 2、南方电网公司智能电网发展现状 近年来南方电网公司高度重视智能电网的发展，根据国家转变经济增长方式的要求以及公司的中长期的战略发展规划，思考智能电网的发展规模以及建设的方案，研究提出了围绕南方电网核心技术，运用信现代信息技术加快传统电网的升级改造，要建设智能高效可靠的电网发展定位，明确了四个提高以及一个促进。四个提高是提高电力系统的安全稳定运行的水平；提高系统和资产的利用率；提高用户能效管理以及优质服务水平；提高资源优化配置和高效利用的能力；同时促进资源节约型环境友好型企业的发展。 四个提高是提高电力系统的安全稳定运行的水平；提高系统和资产的利用率；提高用户能效管理以及优质服务水平；提高资源优化配置和高效利用的能力；同时促进资源节约型环境友好型企业的发展。南方电网公司认为在推进智能电网建设过程汇总应注意以下几个方面： 第一，研究推进智能电网建设应符合我国国情。由于我国的能源资源分配以及南方电网公司负荷区域分配是很不合理，往往能源资源很高的地方负荷能源很高，但是低的地方负荷能源很低。为了配合电网大范围的配置实现远距离、大能源交直流混合的智能电网特征，智能电网要解决由此带来的规划以及调动包括安全运营的问题。 第二，发展智能电网是社会的共同愿望，同时也是电网发展到目前程度的必然需求。特别是南方电网的水电比例是 38%，水火对智能电网的要求是很有效的，也很高的。南方电网公司比较重视智能电网建设顶层设计，组织开展了南方电网智能电网的战略规划以及研究，同时系统描绘了推进南方电网以及智能电网研究技术、发展目标，系统建立了智能电网的标准体系，编制完成了企业智能电网技术的标准体系总的构架，要关注了新能源的接入、设备状态检测以及评估，配电网自动化，以及智能电网技术的标准，同时承担了特高压直流输电以及电动汽车充电，包括电池储能等多项国家行业标准的编制工作。 二、国外智能电网发展的形势 1、美国进行智能电网改造 2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能，防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。008年4月，美国科罗拉多州波尔得市已经营建成为全美第一个智能电网城市，与此同时，美国还有10多个州正在开始推进智能电网发展计划。2009年1月，美国政府发布了《经济复兴计划进度报告》，宣布将铺设或更新约4 800 km输电线路，并在未来三年内为美国家庭安装4万多个智能电表。2009年4月，美国政府又宣布了一项约40亿美元的用于开发新的电力传输技术计划。此后，美国能源部长表示，政府向美国企业提供24亿美元，用于制造混合动力车和车用电池，美国能源部也在加强车用电池的研究作为新型电网最重要的客户工具，电池可以更大地创造智能电网的应用运转空间。这意味着美国政府能源计划的下一步战略将发展智能电网产业。 2、欧洲电力企业的智能电网建设实践 目前，英、法、意等国都在加快推动智能电网的应用和变革，意大利的局部电网已经率先实现了智能化。2009年初，欧盟有关圆桌会议进一步明确要依靠智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。欧盟为应对气候变化、对能源进口依赖日益严重等挑战，向客户提供可靠便利的能源服务，正在着手制定一整套能源政策。这些政策将覆盖资源侧、输送侧以及需求侧等方面，从而推动整个产业电工电气（2010 No.3）领域深刻变革，为客户提供可持续发展的能源，形成低能耗的经济发展模式。在欧洲已经有大量的电力企业在如火如荼地开展智能电网建设实践，内容覆盖发电、输电、配电和售电
智能电网文献综述
智能电网综述 摘要：智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前，以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家，己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来，将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一，建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点，分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件，对一些现有的研究行进了分析和讨论。 关键词：智能电网；智能化；信息化；节能减排； 1 智能电网的概念 随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注，电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展，因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础，通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标，其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。 目前，全世界智能电网的发展还处在起步阶段，没有一个共同的精确定义。对于智能电网，各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充
微电网储能技术研究综述
电力系统新技术 专业电力系统及其自动化 班级研1109班 学号1108080392 学生周晓玲 2012 年
电力储能技术 摘要：储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。本文主要介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、液流电池储能以及超导储能、超级电容器储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态，比较了各种储能技术的优缺点，并对储能技术在电力系统中的不同应用进行了综述。 关键词：储能技术，可再生能源发电，消峰填谷，一次调频ABSTRACT：Power storage technology serves to cut the peak and fill valley，regulate the power frequency，improve the stability，and raise the utilization coefficient of the grid in the power system.This paper introduces various types of storage technology such as pumped hydropower,flywheel electricity storage technology，compressed air energy storage，sodium sulfur(NaS)battery,，Flow Battery Technology，super conductive magnetic energy storage and super capacitor storage discusses their advantages and disadvantages．The development trend and the Different applications of storage technology in the power system are also summarized． KEY WORDS：energy storage technology，renewable energy Resources power generation，peak load shifting，primary frequency 1.背景意义 近几十年来，电能存储技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能的存储是伴随着电力工业发展一直存在的问题，其实到现在为止也没有一种非常完美的储能技术，但经过几代科学家的努力，一些比较成熟的储能技术在各行各业发挥着重要的作用。储能的优点有很多，节能、环保、经济。比如火电厂要求以额定负荷运行，以维持较高的能源转换效率和品质，但用电量却随时间变化，如果有大容量、高效率的电能存储技术对电力系统进行调峰，对电厂的稳定运行和节能是至关重要的。另外，由于分布式发电在电网中所占的比例越来越高，基于系统稳定性和经济性的考虑，分布式发电系统要存储一定数量的电能，用以应付突发事件。随着电力电子学、材料学等学科的发展，现代储能技术已经得到了一定程度的发展，在分布式发电中已经起到了重要作用。储能已经成为除发、输、变、配、用五大环节的第六大环节。如下图即为储能在电力系统中的应用。
智能电网技术在国内外的研究现状与发展状况
智能电网技术在国内外的研究现状与发展状况 摘要：为了迎接电力行业由工业化向信息化转变的新挑战，国家电网公司提出 建设统一坚强智能电网。本文首先介绍了智能电网的概念．阐述了智能电网的内 涵和特点，总结了智能电网技术在国内外的研究现状与发展状况，并对实现智能 电网在网络拓扑、通信系统、计量体系、需求侧管理、智能调度、电力电子设备、配电自动化、分布武电源接入等领域需要解决的关键技术问题进行了较为详尽的 讨论。 关键词：智能电网；关键技术；通信系统；计量体系；需求侧管理；智能调 度 1 智能电网的特点 1.1 自愈 自愈是智能电网的一个突出特征，也是电网安全可靠运行的重要保证。它是 指对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害。无需或仅需少量人为干预， 实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行。尽可能小地对系统 正常运行产生影响。通过进行连续的评估自测，智能电网可以检测、分析、响应 甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。 1.2 兼容 支持风电和太阳能发电等可再生能源的正确、合理的接入，适应分布式发电 和微电网的并网运行。做到“即插即用”，可以容纳包含集中式发电在内的多种不 同类型电源甚至是储能装置，满足用户多样化的电力需求。 1.3 交互 电网在运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电力系统的完整组成部 分之一，可以促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行和环境保护等多方面的 收益，使需求侧管理的功能更加完善，实现与用户的交互和高效互动。 1.4 协调 与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接。有效的市场设计可以提 高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，电力系统管理能力的提升促进电力 市场竞争效率的提高。 1.5 高效 引人最先进的信息和监控技术，优化设备和资源的使用效益，可以提高单个 资产的利用效率，从整体上实现网络运行和扩容的优化。降低其运行维护成本和 投资。 1.6 优质 在数字化、高科技占主导的经济模式下，电力用户的电能质量能够得到有效 保障，实现电能质量的差别定价。 1.7 集成 实现电网信息的高度集成和共享。采用统一的平台和模型，实现标准化、规 范化和精细化管理。 2 智能电网的关键技术 2.1 坚强、灵活的网络拓扑 坚强、灵活的电网结构是未来智能电网的基础。我国能源分布与生产力布局 很不平衡，为了缓解此现状所带来的不利影响，我国制定了“西电东送”的政策， 并开展了特高压联网工程、直流联网工程、点 45 对点或点对网送电等工程的实
微电网文献综述
微电网文献综述 摘要：微电网是发挥分布式电源效能的有效方式，具有巨大的社会与经济意义。本文从概述角度介绍了微电网规划设计和电力系统仿真软件DIgSILENT在微电网建模和仿真中的应用，论述了微电网系统的控制策略和经济运行，指出了微电网技术的发展前景。 关键字：微电网；综述；DIgSILENT；控制策略 引言 分布式发电以其可靠、经济、环境友好、能源综合利用率高等优点越来越受到各国的重视和大力推广。然而，分布式发电技术自身存在诸多潜在弊端，如电源接入成本高、功率输出波动等，其规模化接入电网后会给电网运行控制带来一系列影响。为了协调大电网与分布式电源间的矛盾，智能微电网作为·种新型分布式能源组织形式应运而生，微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。 目前，随着我国微电网研究工作的不断深入，已经涉及了几乎所有技术方向，包括：①研究微电网(包括分布式电源)规划与设计，以使微电网能够更优的发挥其对配电网的正面作用，改善供电质量和可靠性；②研究微电源运行特性，为分布式电源的选择提供依据；③研究微电网运行控制与能量管理(包含储能技术)，以提高微电网运行效率并降低排放；④研究微电网并网问题，以减小微电网接入对配电网的扰动，发挥微电网提高供电可靠性的优势；⑤研究微电网孤岛运行；⑥研究微电网保护。 一、微电网规划 1、智能微电网主要具有以下特点： (1)自治性：微电网是由分布式电源、负荷、储能单元构成的小型系统，运行方式灵活，可以独立自治运行，实现自我控制、保护与管理。 (2)互动性：微电网运行控制在采集分布式单元信息的基础上，实现了配电网、微电网、控制器间的互动通信。 (3)多元性：微电源构成多元化，有热电联产燃气轮机、柴油机等高效低污染电源及风力、光伏发电单元。负荷类型多元化，有敏感型、非敏感型，可控型、非可控型等。 2、微电网电压等级与容量的一般选取原则 3、微电网网架结构设计
微网监控系统及其控制策略探究
微网监控系统及其控制策略探究 摘要：在当今世界范围内第三代电网发展和建设拉开序幕时，节能环保，可再 生能源利用和智能化为特征的微电网逐渐成为趋势，随着技术的发展，绿色环保 政策和电力市场机制改革等因素的共同作用使得分布式发电成为未来发展重要的 能源选择。现阶段我国的 能源方式仍以集中供电系统为主，分布式能源的发展并不能取代传统的能源供电方式， 将是集中供能系统的有益补充。 关键词：微网；监控系统；策略研究 引言 随着我国经济社会的不断发展，对于能源的需求也是越来越高，人们逐渐对环境的要求 也在不断变化，现代的一些清洁能源逐渐代替传统能源。在该大环境之下，微型电力系统逐 渐被大众所接受，它主要由微源、负荷和各个系统链接所构成，这样能够达到运行极为灵活 轻巧，并且可以独立并网地运行的微型电力系统。在我国逐渐提出了“互联网+”之后，新能源 微网代表了未来的发展趋势，能够推进新时代的节能减排和促进环保。 1微网具备的特点 第一是分布式能源的集成和运用，第二运行方式极为方便，第三电网可以自我调节，电 能的质量好，第四高可靠性，可以脱离大电网独立运行。根据上面的特点，我们不难看出在 微网的建设过程之中，是基于了电子技术的发展，静态开关和电能的质量控制。在运行的过 程中包括了微电网故障检测和保护技术、运行控制技术、通信技术和能量管理技术等。 2监控系统设计 监控系统是整个微网系统当中的核心部分，起着协调作用，有利于实现微网协调、稳定 控制、高效科学、能源最大化，是充分完备的设备。在微网运行过程当中，监控系统通过数 据的监测，事实掌握微网的运行现状，通过数据的分析，实现微网的控制目标和协调机制， 总的来说监控系统是微网运行不可缺少的一部分。 2.1监控系统的特点 不同于电站和水站，微网系统有着自身的特点和优势：第一，能够控制对象的分布位置，能源的负荷主要是以区域为单位，可以分布在各个区域；第二，运行模式多样化，它们的并 网运行模式根据不同的控制目标和主体有着不同的运行方式；第三，不同控制策略对系统响 应速度存在不一样的差异，比如电能质量调节、无缝对接等，都要求在发电时，必须使得监 控系统达到分钟级别或者小时级别。第四，个性化的设计需求是特别高的，要根据不同微网 的特点和分布的情况，来定制化设计系统，使得微网的运行方式更加的完备和可靠。 2.2监控系统功能架构 根据以往的微网的特点，在设计微网监控系统时，要采用模块化的设计方式，以此来适 用微网的各个功能系统。首先从纵向来看，系统功能主要分为了三个层面，主要有平台基础 功能、业务应用功能和综合功能体系。其中平台应用功能主要指的是为微网系统提供基础性 的服务支撑，主要包括了报表、数据、模型等方面的内容，业务应用主要涉及了微网内部的 各个元素的基本配置情况设置，有微网的综合监控、综合管理监控信息等。综合功能指的是 微网的效能分析、发电预测、负荷预测和协调控制。
微电网技术及其发展现状研究
2011年·06月·下期 学术·理论 现代现代企业教育 MODERN ENTERPRISE EDUCATION 企业 教育 25 微电网技术及其发展现状研究 吴 萍 尤向阳 （三门峡职业技术学院 河南 三门峡 472000） 摘 要：微电网充分发挥了分布式发电的价值和效益，可作为大型电网的有益补充，解决大规模电力系统的诸多潜在问题。本文介绍了微电网产生的背景，并阐释了其概念和结构特点，最后，对国内外微电网发展现状进行了对比研究。关键词：微电网 分布式发电 供电可靠性 引言 近年来，世界能源紧缺、环境污染、温室效应等问题越来越严重，分布式发电技术以具有低污染、高能源利用效率、可节约电网投资、提高大电网供电可靠性等优点得到重视。但是分布式电源（DG）单机接入成本高、控制困难，大量接入可能会对电网造成冲击，影响电能质量和系统的安全稳定。为协调大电网与分布式电源的矛盾，充分挖掘DG的价值和效益，在本世纪初，学者们提出了一个解决方法，即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统——微电网（Microgrid）。 一、微电网的概念 目前，国际上主要有美国、日本、欧盟等国家和地区给出了微电网定义。 美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）认为：微电网由负荷和微型电源共同组成、可实现热电联供，微电源主要由电力电子器件进行能量转换和控制。当微电网与大电网相连时，微电网可视为单一的受控单元。 日本三菱公司按规模大小将微电网分为小规模（发电容量10MW，燃料为可再生能源，主要应用于小型区域电网、住宅楼、岛屿和偏远地区）、中规模（发电容量100MW，燃料为石油或煤、可再生能源，主要应用于工业园）和大规模（发电容量1000MW，燃料为石油或煤，主要应用于工业区）3类。它将以传统电源供电的独立电力系统也纳入微电网系统，扩展了研究范畴。 欧盟定义的微电网具有以下特点：１、利用一次能源；２、使用微型电源； ３、可实现冷热电三联供；４、含储能环节；５、含电力电子设备； ６、分为不可控、部分可控和全控三种类型。 综合来讲：微电网就是采用大量的现代电力技术，将微电源，负荷，储能设备及控制装置等结合在一起，直接接在用户侧，可同时向用户供给电能和热能的小规模分散独立系统。 二、微电网的结构 与传统的输配电网相比，微电网的结构比较灵活，其具体结构根据负荷情况会有所不同，但基本单元一般包括微型电源、储能元件、能量管理及控制系统、负荷等。 表演动作，这样能帮助学生理解和记忆歌词，并在理解、记忆歌词的基础上，以形象生动，优美的歌舞动作进行演唱，使演唱更富有情感的表达性。歌曲选择方面可根据我们的教学进度和学生的学习程度要求学生自行选择歌曲，可以大量的上网搜索选择自己喜欢的也都适合的歌曲，并应用所学的方法进行演唱，阶段性的开展班级音乐会，激发学生的学习热情，让他们爱学、喜欢学。 四、自我体验学习声乐 声乐是幼教专业学生学习的重要技能之一，它是培养学生的演唱技能和道德情感的主要阵地。声乐在教学过程中比较枯燥，培养学生的自主学习尤为重要，变“要我学”为“我要学”，使他们真正成为学习的主人。 声乐的学习过程是很抽象的，我在讲解声乐理论时一般采取体验法，让学生自己感觉自己体验，比如：要讲打开喉咙就要学生体验咬苹果的感觉，要讲吸气就要让学生体验闻花香的感觉等等。如：区别音的高低、长短、强弱等时，教师启发学生比较大公鸡的啼声和母鸡啄食的“咯咯”声，大部分学生对鸡是熟悉的，就让他们自己去模仿这些叫声，通过学生的亲身模仿，很快就辨出哪个是高音，哪个是低音，通过类似的方法，又能辨别出飞机在跑道上起飞的马达声震耳，是强音，而飞机上高空我们听到的声音是弱音。进而上升到理性认识，这样做会培养学生善于动脑，善于捕捉音乐的能力。在这些教学当中我都尽量融入学生 的自主学习的观念，做到“做中学”。 在枯燥的发声练习过程中我会让学生动起来，在发声前要先活动开，或小跑，或做运动操，根据练声曲的节奏让学生踏步或者小跑着发声，这样可以让学生更加放松自然。也可以编成游戏的形式，如用问答的形式，一半学生问do re mi fa so ,另一半的学生答so fa mi re do ,这样可以提高学生的兴奋度，让练声得到更好的效果。也可以围成圈相互看，或站成面对面发声，相互评价相互学习。 五、结语 如今，知识的更新日新月异，高科技的发展日趋迅猛，面对教育的新形式，学生为中心的思想已深入人心，旧的体制和模式受到极大的冲击。作为幼教专业的音乐教师更应及时转变教学观念，只有教会学生自主学习，使学生掌握学习的方法，才能达到“今天的教是为了明天的不教”的目的，在课堂上努力创设学生自主学习的环境，发挥学生的自主意识，也只有学生学会自主学习，他们才能主动地去研究，去探索，去创造。以培养有创造力、有创新思维能力的新一代幼儿教师。 参考文献： [1]张天宝著．试论主体性教育的基本理论． [2]周明星，张柏清著．创新教育模式全书．北京教学出版社 ．□
新型电网_微电网_Microgrid_研究综述
第35卷第12期继电器Vol.35 No.12 2007年6月16日 RELAY June 16, 2007 新型电网-微电网（Microgrid）研究综述 盛鹍1,2，孔力1，齐智平1，裴 玮1,2, 吴汉3, 息鹏4 （1.中国科学院电工研究所，北京 100080; 2.中国科学院研究生院，北京 100080; 3.江西省赣东北供电公司,江西 乐平 333300; 4.国家审计署驻长沙特派员办事处, 湖南 长沙 410001） 摘要：首先介绍了微电网的产生背景，并对微电网进行定义。其次，在对比了各国微电网的研究进展现状后，针对一个典型的微电网阐述了基本运行方式。接着介绍了微电网的电源和储能形式，并对微源的控制器特性即频率下垂曲线进行了简单的描述。微电网输配电系统也与传统电网有着明显的不同，由于低压线路参数的特殊性，需要对功率调节公式进行修正。微电网系统优化与稳定也是微电网的关键研究内容之一，初步给出了系统优化和稳定运行目标。最后，在依托电工所在新能源方面的既有成果上，提出了微电网的将来研究的重点和难点。 关键词:微电网；分布式发电；微电源；储能；输配电系统；功率调节；系统优化和稳定 A survey on research of microgrid –a new power system SHENG Kun1,2，KONG Li1，QI Zhi-ping1， PEI Wei1,2 , WU Han3, XI Peng4（1.Institute of Electrical Engineering( Chinese Academy of Sciences), Beijing 100080,China; 2.Graduate school of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100080,China; 3.Gandongbei Power Supply Company,Leping 33300,China; 4.National Audit office of People’s Republic of China, Changsha 410001,China） Abstract: Microgrid is one type of future power systems put forward by foreign researchers, which has a special superiority on not only improving power quality and reliability but also relieving pressure of energy and environment. First, this paper introduces the background and definition of microgrid.Second, different countries’ achievements are compared, and basic running mode is represented for a typical microgrid. After energy resource and storing energy being classified, a frequency-droop character is described. Obviously different from classic transmission and distribution system, microgrid has its own feature. And power adjustment formulation has been amended. System optimization and stability is one of key research in microgrid, therefore series of goal is offered preliminarily. In the end, based on achievement by IEE in new energy, emphasis is put forward for future research in microgrid. This project is supported by National High Technology Research and Development of China(863 Programme) (No. 2006AA05Z246)． Key words: micorgrid； distributed generation； microsource； storing energy；transmission and distribution system； power adjustment；system optimization and stability 中图分类号： TM619 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2007)12-0075-07 0 引言 在过去几十年里，电力系统已发展成为集中发电、远距离输电的大型互联网络系统，通过复杂的功率潮流等各种控制器可对其连续调节，并对大多数干扰具有鲁棒性。但是近年来用电负荷的不断增加，而电网建设却没有同步发展，使得远距离输电线路的输送容量不断增大，受端电网对外来电力的依赖程度也不断提高，使得电网运行的稳定性和安全性下降。近年的各种大规模停电事故尤其是8.14美加大停电也暴露出目前电力系统的这个严重缺陷[1]。 基金项目：国家863高技术基金项目（2006AA05Z246） 鉴于上述问题，发达国家如德国、日本、美国甚至包括一些发展中国家开始研究并应用多种一次能源形式结合（液体燃料有煤油、汽油、柴油等，气体燃料有天然气、石油气、煤气、沼气、一切可燃废气等；动力源更是多样化，如水能、风能、太阳能等）、高效、经济的新型电力技术——分布式发电技术DG (Distributed Generation) [2～5]，即通过在配电网建立单独的发电单元对重要负荷进行供电，与此同时，通过PCU（power-conditioning unit）和外界电网进行能量交换；由其特点，也形象地被称作分散式发电（Dispersed Generation）或嵌入式发电（Embedded Generation）。随之出现了分布式储能技
微网控制策略研究综述
微网控制策略研究综述 江苏科技大学 李雅倩 【摘要】由于分布式电源各具特色，储能、负荷装置也不尽相同，为使分布式电源在并网以及脱离主网时实现无缝切换，通常需要采用不同的控制策略。本文主要阐述了国内外微网控制策略的研究现状，分析了各种微网控制方法的优点及局限性，探讨了微网控制的研究方向，给出了微网控制策略的一些建议。 【关键词】微网；分布式电源；控制 1.引言 传统的庞大电力系统在适应负荷变化的灵活性与供电安全性方面存在很多弊端，加之常规能源的逐渐衰竭以及环境污染的日益加重等因素使得全球的目光转向以新能源为主能源的分布式发电(Distributed Generation，简称DG)技术。 2.微网的概念 微网是指由多个分布式电源(Distributed Resource，简称DR)、储能系统、重要负荷和保护装置汇集而成的配电系统[1]。分布式电源包括光伏电池、风力发电机、燃料电池、燃气轮机、生物质能发电机等。储能系统分为机械储能、电磁储能和电化学储能。各种储能技术因不同的电能转换方式和存储形态，在储能容量、功率规模、功率和能量密度、循环寿命、单位容量和单位功率造价、响应时间以及综合效率等方面有着明显区别。 微网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。在联网模式下，负荷既可以从电网或微网获得或输送电能(根据接入电网的准则)。当电网的电能质量不满足用户要求或电网发生故障时，微网与主电网断开，运行于孤岛模式。在孤岛模式，微网必须满足自身供需能量平衡。微网技术克服了DR单独接入主网时对配电网造成的不利影响，其在可靠性、经济性和灵活性方面具有显著优势。 3.微网控制 3.1 单个分布式电源控制方法 常见的分布式电源接口逆变器控制方法分为恒功率(PQ)控制、下垂控制和恒压恒频(V/f)控制[14-16]。 (1)恒功率控制 如图1.1所示，分布式电源接口逆变器采用PQ控制，其控制目的是使分布式电源输出的有功和无功功率等于其参考功率。该控制方法需要系统中有维持电压和频率的分布式 图1.2?Droop控制的原理 (2)下垂控制 下垂控制原理如图1.2所示，它利用分布式电源输出有功功率和频率，无功功率和电压幅值均成线性关系而进行控制。对等控制 策略中的分布式电源接口逆变器的控制。 (3)恒压恒频控制 原理如图1.3所示，不管分布式电源输出 功率如何变化，其输出电压的幅值和频率一 直维持不变。此方法一般用在主从控制策略 3.2 多个分布式电源控制方法 (1)主从控制策略 主从控制模式是指在微网处于孤岛运行 模式时，其中一个DG或储能装置采取V/f控 制，用于向微网中的其它DG提供电压和频率 参考，而其它DG则可采用PQ控制。 当微网在联网模式运行时，电网可以稳 定系统的频率，微网不需要进行频率调节； 而孤岛模式运行时，主从控制系统中的主控 制单元需要维持系统的频率和电压。在联网 运行时微网中所有分布式电源采用PQ控制， 即微网不参与系统频率调节，只输出指定的 有功和无功功率；在孤岛运行时主单元采用 V/f控制维持系统的电压和频率恒定[13-14]。 常见的主控制单元选择包括下述几种： 1)储能装置作为主控制单元。这类典 型示范工程包括荷兰Continuon微网[3]，希腊 NTUA微网[4]等。 2)分布式电源为主控制单元。这类典型 示范工程包括葡萄牙EDP微网[5]等。 3)分布式电源加储能装置为主控制单元。 这类典型示范工程包括德国MVV微网[6]等。 (2)对等控制模式 对等控制模式中的微网中所有的DG在控 制上都具有同等的地位，每个DG都根据接入 系统点电压和频率的就地信息进行控制。同 时这种控制方法能让微网具有“即插即用” 的功能。采用对等控制策略，要求分布式电 源采用本地变量进行控制，不同分布式电源 [7-9] 图1.5?P-f和Q-V下垂控制 两种基于下垂特性的典型控制方法在对 等控制策略的分布式电源控制中被广泛应 用[10-12]。采用Droop控制可以实现负载功率变 化在DG间的自动分配，但负载变化前后系统 的稳态电压和频率也会有所变化。一种是f-P 和V-Q下垂控制方法，它利用测量系统的频率 和分布式电源输出电压幅值产生有功和无功 功率。另一种方法是利用测量分布式电源输 出的有功和无功功率产生电压频率和幅值， 称作P-f和Q-V下垂控制法，如图1.4和1.5所 示。 TimGreen在他的微网控制系统中提出了 一种分布式电源接口逆变器的三环反馈控制 方法[17]，内环控制器提高了电能质量、增 加滤波器谐振阻尼的同时限制故障电流。尤 其指出了采用滤波电感电流作为控制变量能 限制逆变器输出的最大电流，为保护逆变器 提供了依据。但是采用这种控制方法，分布 式电源接入主网时电流变化会影响其端口输 出电压的变化，因此电压受负荷扰动影响较 大。 (3)分层控制模式 文献[2]就提出配网调度中心、微网、 分布式电源三者的分层协调控制策略的基础 上，应用多代理理论，建立了一个由全系统 控制协调代理(CAG)、微网控制代理(MGAG)、 分布式电源代理(DRAG)以及母线代理(BAG) 组成的多代理系统，在保证配电网辐射状运 行、满足配电网电压与电流及馈线容量等约 束条件的情况下进行供电恢复。 3.3 其他控制方法 文献[18]用粒子群优化(PSO)方法解决继 电器协调的问题，制定一个混合整数非线性 规划(MINLP)方法。并提出了利用方向性过流 继电器保护分散型分布式电源组成的微网。 文献[19]提出了一种阻抗为电阻线的低 电压分布式电源控制策略。在电压骤降情况 下提出了逆变器接口的虚拟电感器输出控制 方法，以及当地负载效应功率控制算法。 文献[20]分析采用闭环控制的逆变器输 出阻抗受线路参数和控制器参数影响的基础 上，进行内环电压电流控制器的设计，电压 控制器采用PI控制器稳定负荷电压，采用比 例环节的电流控制器提高系统响应速度，并 且设计控制器参数使输出阻抗为感性阻抗。 在此基础上利用下垂特性设计外环功率控制 器，实现微网内多逆变单元间的无线通信控 制。 文献[21]分析了微网中：(1)可能发生的 开关事件；(2)导致分布式电源形成孤岛模式 的故障事件。DR包括一个传统的旋转同步机 和电力电子转换器接口。后者的单元接口转 换器配有独立有功和无功功率控制，以减少 孤岛瞬变，保持微网相角稳定和电压质量。 文献[22]提出了分布式电源的主动式孤 岛检测方法。该方法是基于横轴(d轴)或纵轴 (q轴)电压、电流转换器注入干扰信号然后进 行检索。 文献[23]提出了采用根轨迹和频域法分 析传统控制技术来设计控制器的方法。 4.微网控制策略的研究方向 微网技术作为电力系统的的前沿领域， 必将发挥其更大的作用。微网控制是其中最 关键的技术，它必将融合传统控制理论、智 能控制(包括模糊控制、神经网络、小波分 析、专家系统等)技术，建立微网系统最优控 制的模型。 微网系统具有单个DR的(下转第191页)