智能配电网电力电子技术.ppt

智能配电网中电力电子技术 查晓明 教授 武汉大学电气工程学院 分布式发电系统与微电网： 微电网（Microgrid）： 包含各种能源输入（光、风、氢、天然气、余热等） 各种转换单元（光/电、热/电、风/电，直流/交流） 可以独立运行，也可以并网运行。 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电能转换控制： 风力发电系统 1、双馈电机的变流器(实现转差功率的转移） 2、直驱式交直交变流器 电力电子控制的发电技术 向大功率、直驱式、变转速、变桨距、永磁电机和最优控制方向发展。 电力电子技术的应用： 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电力电子控制的发电技术 双馈电机系统 电力电子技术的应用： 电能转换控制： 2、光伏发电系统 3、燃料电池功率系统 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电力电子控制的发电技术 光伏发电 电力电子技术的应用： 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电能转换控制中关注的研究内容： 1、最大功率跟踪问题 任何可再生能源发电系统，由于其电源容量非无穷大，必然存在最大功率跟踪控制问题。 2、低电压穿越特性 电压降落处于一定范围时，再生能源发电系统必须具备保持与电网相连的能力，甚至起到无功功率支持作用，这就是低电压穿越特性。 3、微电网内电力电子装置的控制 针对并网的微电网运行与控制，大电网的控制不能对微电网内部任何元件起作用，相对于大电网，微电网内元件不可观，也不可控。因此电力电子装置设计时要适应自稳定的要求。 电力电子控制的发电技术 电力电子技术的应用： 电能质量控制： 适应再生能源发电系统的功率波动，需要安装无功补偿装置。无功补偿装置： 静态的开关投切电容补偿装置 （SC） 静止无功补偿装置（SVC） 磁控电抗器（MCR） 静止同步补偿器（STATCOM） 电力电子控制的发电技术 智能配电网中电力电子技术 三、电力电子控制的配电网运行与控制 与电力电子相关的配电网运行控制： 有功潮流控制 电压与无功控制 电能质量控制 故障隔离与网络重构 电力电子控制的配电网运行与控制 相关概念： 1、定制电力技术（Custom power): 用户第一，为用户提供电能质量满足其特定需求的电力。 配电网运行控制的电力电子设备： 配电系统用的统一潮流控制器（UPFC） 柔性直流输电技术（HVDC-light） 无功补偿装置（SC、SVC、MCR、STATCOM） 动态电压恢复器（DVR） 有源电力滤波器（APF） 统一电能质量调节器（UPQC） 固态断路器（SSCB） 故障电流限制器 电力电子控制的配电网运行与控制 有功潮流控制： 电力电子控制的配电网运行与控制 电力电子装置在其中仅仅起到一个功率转换作用，等效地改变网络参数或者系统状态。 有功潮流控制（柔性直流输电系统）： 电力电子控制的配电网运行与控制 柔性直流输电系统结构示意图 有功潮流控制（柔性直流输电系统）： 电力电子控制的配电网运行与控制 有功潮流控制（柔性直流输电系统）： 电力电子控制的配电网运行与控制 有功潮流控制（柔性直流输电系统）： 电力电子控制的配电网运行与控制 连接分散小发电厂 作为风电与电网接入系统 实现海上供电 构筑城市直流输配电网 * * 报告提纲 智能配电网的技术特征及可控性分析 电力电子控制的发电技术 电力电子控制的配电网运行与控制 电力电子控制的能源管理 结论 一、智能配电网的技术特征及可控性分析 智能配电网中电力电子技术 智能配电网技术特征及可控性分析 可再生能源和微电网的接入 1、包括风力发电、太阳能发电、生物质发电、燃料电池、小型燃汽轮机等； 2、剩余能量回收及回馈； 3、即插即用（Plug and Play)。 信息技术的渗透 在发电、输电、配电各个环节中大大增强了系统的可观性和应用数字控制的条件。 驱动智能配电网技术的三要素： 智能配电网技术特征及可控性分析 新应用的开发 用户能源管理的开发 支持实时（动态）电价，让用户选择用电时间，更好地削峰填谷，适应分布式发电的间歇性特点； 支持用户自备分布式发电、储能装置并网； 支持电动车的接入 选择低电价时段充电 可在电价高时向电网送电 驱动智能配电网技术的三要素： 智能配电网技术特征及可控性分析 可靠性方面 具有自愈（故障重构）功能，最大程度地减少电网故障对用户的影响； 在主网停电时，应用分布式电源微网（Microgrid）保障重要用户的供电。 电能质量方面 实现电压、无功的优化控制，