分布式电源与微网.ppt

微网结构特征 直流与交流微网系统 微网结构特征 简单结构与复杂结构微网 微网控制模式 主从控制模式微网 微网控制模式 对等控制模式微网 微网控制模式 分层控制模式式微网 DG及储能典型控制方法 逆变器双环控制与多环控制 双环控制系统 外环控制器体现不同的控制目的，产生内环参考信号，一般动态响应较慢。 内环控制器主要进行精细的调节，用于提高逆变器输出的电能质量，一般动态响应较快 内环控制器可以分为dq旋转坐标系下的控制、αβ静止坐标系下的控制、abc自然坐标系下的控制 外环控制器 恒功率控制典型形式 外环控制器 恒功率控制变形 外环控制器 恒压恒频控制 外环控制器 下垂控制 外环控制器 两种典型的下垂控制 内环控制器 d-q旋转坐标系控制 内环控制器 d-q旋转坐标系控制-简化控制 内环控制器 αβ静止坐标系下控制 内环控制器 abc自然坐标系控制 * * * * * * * * * * * * * 微网中能源转换设备多样，含有大量电力电子装置，大量储能装置，需要并网运行，又要独立运行，与大电网相互作用，行为异常复杂。 * * * * * * * * 微网中能源转换设备多样，含有大量电力电子装置，大量储能装置，需要并网运行，又要独立运行，与大电网相互作用，行为异常复杂。 * 微网（MG）结构示意（能量交换，独立运行） 太阳能 储能 装置 风电 光伏 储能 冷热电联供 冷热电联供 公共电网 热、冷 热、冷 中央 控制 (Sorce:EPRI) 可大大提高分布式电源的有效运行时间； 有助于电网灾变时的重要负荷持续供电； 避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响； 有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。 。。。。。 经济与社会意义巨大! 微网方式运行的优点 多种能源输入 (光、风、氢、天然气等） 多种产品输出 （电、冷、热） 多种转换单元 （光/电、热/电、风/电；直流/交流） 多种运行状态 （并网，独立） 一些电源的间歇性和随机性 认识微网复杂动态行为是揭示相互作用机理的基础 问题1：微网运行特性 太阳能 储能 装置 风电 光伏 储能 冷热电联供 冷热电联供 微网边界 热、冷 热、冷 中央 控制 微网复杂性: 实时能量功率控制 用户负荷 间歇电源 当前信息 当前信息 预测 预测 输入输出功率控制 分布式电源控制 负荷响应控制 配网层面 DG层面 负荷层面 问题3：微网保护与控制 微网的继电保护?孤岛保护 在并网联络线路因发生故障或其他原因断开时，分布式电源与配电系统之间将会失去联系，形成一个电气上的孤岛。 一般来说，与主系统分开以后，孤岛内的功率是不平衡的。如果孤岛中的电源总容量远小于总负荷，那么孤岛不可能稳定运行，经过较短时间后孤岛崩溃。而如果孤岛中的电源总容量大于或等于本地负荷，就可能出现较长时间的孤岛运行。 由于故障跳闸等原因造成的范围不确定的、偶然形成的孤岛运行， 称为非计划孤岛运行 非计划性孤岛的隐患 电能质量下降。孤岛小系统内的功率不平衡，会引起频率、电压都发生变化，降低了供电安全和电能质量。 威胁公众及运行人员的安全。由于非计划孤岛的范围不确定性，不能确定系统元件、线路是否带电，造成了对维修人员、运行人员和公众的安全威胁。 改变流经保护的电流大小，影响了继电保护的正确动作。 可能会失去接地点，威胁绝缘安全。 影响自动重合闸。形成孤岛后，DG可能仍对跳闸线路的另一端供电，造成检无压重合闸失败，或因孤岛与主系统失步，检同期合闸失败，从而引起不必要的停电及对DG、系统设备的损害。 对于无法形成计划孤岛的分布式发电设备，一般都要求系统配置防止非计划孤岛运行的保护，简称防孤岛保护或失去主电网保护（Anti-islanding Relay， Loss of Mains Relay），在因系统故障等原因导致与主配电系统失去联系后，尽快地将分布式电源断开。 孤岛检测方法?被动检测法 与主配电系统失去联系后，孤岛内的功率往往是不平衡的，DG所承担的负荷也会发生变化，从而引起本地电气量的变化。被动检测就是通过检测孤岛形成前后的频率、电压、功率输出等电气量变化，来判断是否与主电网断开 低周、低压、高周、过压、频率变化率、电压变化率 缺点：难以整定 ；难以区分负荷变化与真正孤岛，易误判 孤岛检测方法?主动检测法 通过控制DG对系统施加一个外部干扰，然后监视系统的响应来判断是否形成孤岛，一般是通过调制DG的有功或无功输出，检测电压和频率的响应变化。有的主动检测还可以构成正反馈，加快孤岛的瓦解。 通过逆变器来