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微网及光伏电站并网移动检测技术听课笔记 142215 姚顺 微网 背景 1.1微网兴起的背景 能源危机与环境污染——可再生能源发展——可再生能源发电发展——分布式发电发展（DG）——微网 促进电力市场自由化；减少和延缓发电厂、变电站和输配电线路等设备的投资 偏远地区的供电；突发情况下（冰雪灾害）的持续可靠供电等 世界各国对新能源发电与微网的政策导向与资金资助 1.2微网技术研究的意义 微网技术研究是对分布式发电大规模接入的必然选择。发展可再生能源是国家能源战略之一；《可再生能源法》及修正案影响重大；“金太阳工程”等促进光伏发电迅速发展；微网是接纳可再生能源的有效载体。 微网技术研究为解决分布式发电并网问题奠定了基础。微网是分布式发电的高级形式，掌握微网技术也掌握了分布式发电技术。 微网技术研究符合国网公司智能电网发展战略。微网有利于提升电网的自愈能力；微网有利于实现用户和电网的互动；微网能提供可定制的电力；微网有利于提升智能电网接纳分布式发电的能力。 微网研究具有导向作用。众多高校和科研机构关注该领域；国网公司的研究重点使他们关注的重点；高校和科研机构会将研究重点转移到国网公司关心的问题上；利用外界资源解决自身问题。 1.3微网的概念 微网是由负荷和DG组成的、连接在中低压配电网或用户负荷附近的独立可控系统。可谓并网运行或独立运行。DG和符合的数量不影响对微网的界定，冷热联供为选配功能。 微网的控制技术 2.1微网的关键技术问题 微网控制。保证微网多工况的稳定可靠运行，保证微网内的电能质量。 微网保护。微网内部外部保护的综合考虑。 政策标准。微网接入配电网的政策与标准。 预测分析。含微网的电力系统负荷预测和分析。 经济运行。优化微网配置，降低微网运行成本。 2.2微网控制技术 主从控制。储能电池的容量有限，储能电池长期充电将导致SOC值逼近最大值。长期放电将导致电池SOC值逼近最小值。储能电池SOC值达到最大最小值时将会触发电池管理系统BMS的保护，停止对电池的使用，从而导致微网市区其主控设备。需配置一个商机协调控制系统，其采集微网内的设备信息，进行综合分析判断，对微网内的电源和负荷及时进行调整以保证微网的长期稳定运行。 对等控制。目前最热门的研究方向为下垂控制策略，其类比于常规发电系统，模拟有功-频率、无功-电压的带斜率的特性曲线（下垂曲线）。每个DG都会设定其下垂曲线，所有的DG根据其各自的下垂曲线调整其输出电压和频率，从而调整其所分担的负荷。微网的电压和频率会偏离理想稳态值，属于有差控制。目前多处于试验阶段，其原因是对等控制微网内的设备配置、线路参数、负荷三相不平衡、非线性负载等的影响，其稳定性和可靠性还不高，上有一些技术问题需研究完善。 2.3国内外的微网控制技术 1.对等控制模式的微网很少，且有一些是采用了大容量的带惯性的发电机（与常规电力系统无异）。 2.微网控制模式按集中、自治和基于多代理三种划分，集中和多代理可综合在一起，即基于分层控制结构的主从控制模式，而自治即为对等控制模式。 2.4微网的协调控制与能量管理 国内外的一些研究文献中一般都将微网的协调控制归类于微网的能量管理。 微网的协调控制是为了保证微网的长期稳定运行，而微网的能量管理是为了保证微网的优化运行。 关于协调控制与能量管理的定义如下： 协调控制：建立在微网控制模式基础上的一系列控制操作，如DG、储能、负荷的协调分配；无缝切换、离网运行控制、并网运行控制、并网运行时储能对间歇性电源出力斜率的平滑等。 能量管理：并网和离网模式下，实时的有功和无功优化分配；多目标实现，如可再生能源的最大利用、效率最大化、经济最优化和最小燃料消耗；参与电网调整，如电压/无功调整、接受调度指令、发电计划、电价信号响应；提供辅助服务，如本地电压控制、功率因数控制、网络负荷减小等。 2.5微网的监控系统 微网的监控系统一般采用三层结构，由微电网能量管理系统（MEMS)、微电网协调控制器、微电网设备就地控制器组成。硬件结构一般包括数据采集服务器、SCADA服务器、监控工作站、维护工作站、WEB服务器以及相关UPS电源、网络交换通信设备、对时设备组成。一般运行在Unix/Linux混合操作系统或Linux操作系统，采用商用数据库系统。 微网的示范工程 3.1微网主要研究国家 1.美国。美国能源部和加州能源委员会是主要资助者，重视提高电能质量和供电可靠性。 2.欧盟。由欧盟第五、第六骨干计划资助，重视智能电网的灵活、可接入、可靠和经济性。 3.日本。由日本新能源与工业技术发展组织（NEDO）发起，侧重研究微网的控制和微网内的储能。 4.中国。中国起步较晚，由国家发起资助。目的在意应