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微电网运行方式简介 ppt

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新能源及微电网 PPT

新能源及微电网 PPT
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储 储 储 储 储 Lead- Aci d储 储 储 储 储 / 储 储 储 储 储 Ni - Cd/ Ni - MH储 储 储 储 储 储 NaS储 储 储 储 储 储 储 Li 储 i on储 储 储 储 储 储 Fl ow Bat t er y储
微电网控制系统
新能源及微电网技术
内容
新能源及分布式发电 微电网技术 系统方案
新能源
节能 环保 高效
分布式发电
随着分布式发电技术的不断创新及常规能源的逐渐衰竭和环境污 染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术(Distributed Generation—DG)。
分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至50兆瓦的小型化、模块 化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小 型发电系统。现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以 微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分 布式发电供能系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、 储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成 的小型发配电系统，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。
分布式发电的前景
2007年：全球利用风力、太阳能等可再生能 源发电的投资达到710亿美元（不包括大型水 利发电）；(世界银行报告)
2020年：美国太阳能光伏发电将占发电装机增 量的15%左右，累计安装量达到3600万千瓦； 欧盟国家可再生能源发电量将占总量的30%； （美国能源部;德国乌帕塔尔气候环境与能源研 究院）
微电网要作为一个整体参与离并网运行， 并保证微电网内负荷稳定供电，需要各 种监测设备、控制设备、保护设备及微 电网高级应用的协同工作，这些设备配 合工作形成微电网控制系统。

微电网PPT课件

微电网PPT课件
微电网的提出
2015/9/7
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
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概况三
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目录
微电网概念的提出 微电网的定义 微电网的重要意义 微电网国内外的发展状况
微电网中的关键技术及相关研究
1998年1月，由于冻雨使电线冻结折断，加拿大东部 300万人在7余天中失去电力供应；
1999年12月，约360万个法国家庭由于暴风雨而遭遇停 电数日；
2003年8月14日美国东北部部分地区以及加拿大东部地 区出现大范围停电，受影响的人在加拿大有三分之一的 人口即有一千万，在美国有四千万；
我国2008年初春一场历史罕见的冰雪灾害，在全国范 围内造成36740条10kV及以上电网电力线路、2016座 35kV及以上变电站停运,导致3330多万户、约1.1亿人 口停电，给经济、社会和人民生活造成了极为严重的影 响。
9
为协调大电网与分布式电源之间的这 种矛盾，充分挖掘分布式能源的潜力， 更好地促进大规模分布式发电技术的 整合与应用，国内外众多的学者提出 了微电网的概念。
10
相比传统集中式能源系统微电网的优势
1、微电网接近负荷，不需要建设大 电网进行远距离高压或超高压输电， 可以减少线损，节省输配电建设投资 和运行费用；由于兼具发电、供热、 制冷等多种服务功能，分布式能源可 以有效地实现能源的梯级利用，达到 更高的能源综合利用效率。
5、通过微电网可以实现更佳无功功率控制，减 小谐波污染，提高电能质量，为用户提供“定 制电力技术”服务。
14
微电网与大电网结合具有明显的优势

直流微电网ppt课件

直流微电网ppt课件
3.含微电网的大电网运行策略 1）短期负荷预测方法 2）调度技术与规范 3）经济运行策略 4）电能质量问题 5）并网技术与规范 6）安全紧急控制策略
；.
21
4.含微电网的大电网保护构建策略
主要研究不同类型微电网短路电流的特性、计算模型的建立、新型大电网保护系统的构建及整定计算原则的研究、 大电网保护与微电网保护的协调配合机制的研究
；.
17
对等控制模式：
指微网中所有DG在控制上都具有同等的地位，各控制器间不存在主从关系，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
对于这种控制模式，DG控制器的策略选择十分关键，目前经常使用的方法是下垂控制法
；.
18
分层控制：
将管理组织分成不同等级，各个层级在服从整体目标的基础上，相对独立地开展控制活动。电力系统分层控制，根 据电力系统管理体制、组织、电网结构和电压等级，各级调度按职责和任务及其管辖范围，对电网的有功-频率、无功电压、线路潮流进行的控制和管理
3.保证输出无功功率为0，实现单位功率因数控制，令无功电流参 量为0
控制任务： 1.电压、电流和频率满足并网要求
2.在并网运行状态下，维持直流母线电压恒定
3.为减少损耗，当直流微网能量平衡时，可处于空闲模式，其余情
况工作在逆变或整流模式
；.
10
光伏单元变换输出自主控制
控制特点： 1.并网运行时，光伏单元式中工作在MPPT控制模式，向 直流微网输入最大功率
基于电压变 化量的分层
控制
实现直流微网稳定运行控制的 主要手段
特点
实时监测母线电压，基于预设 电压阀值，自主选择系统运行
模式
；.
9
并网双向DC/AC变换器自主控制

智能微电网简介 ppt课件

智能微电网简介 ppt课件

PPT课件
5
一、工作原理及组成
微电网能量管理系统的特点： 管理范围小； 管理电源多（风电，光伏，储能电池等）； 管理情况复杂（并网运行、离网运行及过渡过程等）； 对稳定性的要求高，要求恒压、恒频； 微电网能量管理系统的组成： 发电功率预测模块； 微网需求侧管理模块； 微网储能管理模块； 微网潮流计算模块； 微网无功电压优化模块； 威望经济运行优化模块。
光伏组件 光伏逆变器
风机机组
风电变流器
柴油机
微网双向 变流器 电池储能 用户 用户
电池储能
双向变流器
用户
用户
PPT课件
3
一、工作原理及组成
微网的控制结构：（分为三层）
配网调度层 配网调度 中心 配网变 电站
集中控制层
监控中心
就地控制层 光伏发电 风电 柴油机 储能 用户负载
PPT课件
4
一、工作原理及组成
PPT课件 10
二、发展及应用情况
日本： 拥有全球最多的海岛独立电网，发展集成 可再生能源的海岛微电网，替代成本高昂、污 染严重的内燃机发电是日本微电网发展的重要 方向和特点。另外，日本地震、台风、海啸等 自然灾害频发，提升电力供应在自然灾害下的 可靠性是日本微电网发展的另一个重要方向和 特点。特别是在经历大地震造成的核电站事故 之后，日本更加重视微电网的研究和建设，以 提高其电力供应的抗灾害能力及弥补核电关停 造成的电力缺口。 日本则侧重于研究微电网的控制与储能技 术。
PPT课件 6
一、工作原理及组成
微电网能量管理系统各模块间关系：
PPT课件
7
一、工作原理及组成
微网强弱电系统间பைடு நூலகம்关系
PPT课件

智能微电网简介ppt课件

智能微电网简介ppt课件

.
14
结束
——Thank You！
.
15
二、发展及应用情况
日本：
拥有全球最多的海岛独立电网，发 展集成可再生能源的海岛微电网，替代 成本高昂、污染严重的内燃机发电是日 本微电网发展的重要方向和特点。另外， 日本地震、台风、海啸等自然灾害频发， 提升电力供应在自然灾害下的可靠性是 日本微电网发展的另一个重要方向和特 点。特别是在经历大地震造成的核电站 事故之后，日本更加重视微电网的研究 和建设，以提高其电力. 供应的抗灾害能11
本。 范例：广东珠海东澳岛智能微网；三沙市
永兴岛微电网
.
13
二、发展及应用情况
城市微电网： 包括集成可再生分布式能源、提供高质
量及多样性的供电可靠性服务、冷热电综合 利用等。另外还有一些发挥特殊作用的微电 网示范工程。 范例：天津生态城二号能源站综合微电网；
北京延庆智能微电网； 西安世园会智能电网展示项目
.
5
一、工作原理及组成
微电网能量管理系统的特点： 管理范围小； 管理电源多（风电，光伏，储能电池等）； 管理情况复杂（并网运行、离网运行及过渡过程等）； 对稳定性的要求高，要求恒压、恒频；
微电网能量管理系统的组成： 发电功率预测模块； 微网需求侧管理模块； 微网储能管理模块； 微网潮流计算模块； 微网无功电压优化模块； 再生分布
式能源、提高供电可靠性及作为一个可
控单元为电网提供支持服务。
.
9
二、发展及应用情况
欧洲：
欧洲重视可再生清洁能源的发展， 是开展微电网研究和示范工程较早的地 区，1998年就开始对微电网开展系统 的研发活动。欧盟的众多高校和企业， 针对分布式能源集成、微电网接入配电 网的协调控制策略、经济调度措施、能 量管理方案、继电保护技术，以及微电 网对电网的影响等内容开展重点研究， 目前已形成包含分布式发电和微电网控 制、运行、保护、安全. 及通信等基本理10

微电网运行方式简介

微电网运行方式简介
工业园区与数据中心
工业园区和数据中心等高能耗场所，可以利用微电网实现能 源的高效管理和优化运行，降低能源成本和维护成本。
微电网的发展历程
起源
微电网的概念起源于20世纪90年代，旨在解决偏远地区的供电问题。
技术发展
随着可再生能源、储能和智能控制技术的不断发展，微电网的技术水平和应用范围频率控制通过调节分布式电源的有功功率输出，以响应系统 负荷的变化，确保微电网内的频率稳定在额定值。常用的频 率控制方法包括比例-积分控制器和比例-积分-微分控制器等 。
无功功率控制
总结词
无功功率控制是微电网中重要的控制策略之一，用于维持微电网内的无功功率平 衡。
详细描述
无功功率控制通过调节分布式电源的无功功率输出，以响应系统负荷和网络参数 的变化，确保微电网内的无功功率平衡，从而保持电压稳定。常用的无功功率控 制方法包括基于电抗器的控制和基于电容器的控制等。
有功功率控制
总结词
有功功率控制是微电网中重要的控制策 略之一，用于维持微电网内的有功功率 平衡。
VS
详细描述
有功功率控制通过调节分布式电源的有功 功率输出，以响应系统负荷和网络参数的 变化，确保微电网内的有功功率平衡，从 而保持频率稳定。常用的有功功率控制方 法包括基于电导的控制和基于电抗的控制 等。
THANKS
各国政府逐渐认识到微电网在能源转型和可持续发展中的重要性，纷纷出台相关政策支持微电网 的发展和推广。
02
微电网的运行方式
并网运行
总结词
高效、灵活、可扩展
详细描述
并网运行是指微电网与大电网并联运行，通过公共连接点（PCC）与大电网进行能量交换。这种运行方式下，微 电网可以充分利用大电网的支撑，实现电能的优化配置和调度，具有较高的运行效率和灵活性。同时，并网运行 还可以根据用户需求进行扩展，逐步增加微电网的容量和功能。

微电网运行与控制ppt课件

微电网运行与控制ppt课件
19
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
上层中心控制器 根据分布式电源原动 机的输出功率和微网 内的负荷需求变化调 节底层分布式电源控 制器的稳态设置点和 切联负荷。
微网内供需平衡 动态调节依靠底层分 布式电源控制器来完 成。底层的分布式电 源控制器可以采用主 从控制也可采用对等 控制。
12
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
恒功率控制
控制目的是使分布式电源输出的有功功率和无功功率等于其参考功率。
有功功率控制器调整频率下垂特性曲线使分布式电源输出的有功功率始终维持在参考 值附近；无功功率控制器则调整电压下垂特性曲线使无功功率也维持在相应 的参考值附近。
13
3.2、微电网控制方式
7
3.1 微电网运行状态
• 切换状态 微网运行在两种模式之间切换的暂态时，维持微网稳定
是其最主要的问题。 如果微网在联网运行时吸收或输出功率到电网，当微网
突然从联网模式切换到孤岛模式时，微网产生的电能和负荷 需求之间的不平衡将会导致系统不稳定，此时设计合理微网 结构和采用恰当的控制方法是非常重要的。
当系统的频率减小，且分布式电源的端口电压幅值减 小，分布式电源运行点将由 B 点向 C 点移动，输出的有功 和无功依然为 Pref、Qref；
该控制方法需要系统中有维持电压和频率的分布 式电源或电网
18
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
上层管理系统管理底层多个分布式电源和各类负荷的一种控制方法 ，所以底层分布式电源与上层管理系统之间亦需要通信联系。但是这种 通信联系是弱联系，即使短时间通信失败，微网仍能正常运行。

直流微电网PPT课件

直流微电网PPT课件
直流微电网
电气工程
目 录
1 . 直流微电网的含义 2 . 国内外直流微电网发展
3 . 直流微电网的关键技术
4 . 直流微电网的前景展望
1 直流微电网的含义
定义：直流微电网是以直流配电的形式，通过直流 母线很好地将各分布式电源融合起来并加以协 调控制，同时又能将直流电直接输送给对电能 质量要求高的直流负荷。
●2012年，由德国、荷兰等国的 高效和企业联合开展一项为期3 年的名为“DC Components and Grid”(DCC+G)的研究项 目，旨在通过高效的半导体和电 力电子技术，设计和发展380V 直流配用电系统的高能效建筑。
2.4 中国直流微电网发展
2013
●由深圳供电局承担的国家863项目“基于柔性直流的智能配电关键技术研究与应用”正式启动，研究重点集中 在以直流微电网为核心的低压直流配电网方面。
①交流型微电网
按配电方式划分为 ②直流型微电网
③交直混合型微电网
1 直流微电网的含义
交流母线
PCC 并网和孤岛模式切换
图1.1 交流型微电网
1 直流微电网的含义
PCC 直流母线
图1.2 直流型微电网
1 直流微电网的含义
直流母线
交流母线
PCC 图1.3 交直混合型微电网
1 直流微电网的含义
交流微电网
2014
●中丹联合研究国家政府间国际科技合作专项《智能直流微电网设计与实证》第一次中丹双方技术交流会在北京 召开。该项目中方由中国电科院、华北电力大学和丹方团队奥尔堡大学组成，旨在推动智能直流微电网技术在未 来住宅和工业园区等方面的发展和应用。
●厦门大学建立全国首个光伏发电/直流微电网珠海东澳岛微电网项目。
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内环
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章节
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功率参考值形成
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内环
模
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值
限
制 器
Pmq
-
18
1、微电网并网运行方式 2、微电网孤岛运行方式 3、孤岛和并网方式的切换
-
16
运行模式切换
因为微电网会在孤岛和并
网两种模式之间切换，这就
要 求 主 控 制 器 需 要 在 V/f 和 P/Q两种模式之间切换。
如图所示，主控制器根据 配电网
电网同步 信号检测
联网
PQ控制
主控制器
孤岛
V/f控制
V,I测量
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内环
模
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12
章节
1、微电网并网运行方式 2、微电网孤岛运行方式 3、孤岛和并网方式的切换
-
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孤岛模式的功率平衡
-
14
孤岛模式下的控制方式
微电网的工作模式
-
1
微电网的工作模式
微电网的工作模式有两种：并 网模式和孤岛模式。
当处于并网模式时，微电网的 电压和频率的参考值都由主电网来 提供。逆变器只要跟随这个电压基 准值便可。
当处于孤岛模式时，微电网失 去了外部提供的电压频率参考，所 以需要某个逆变器运行于V/f模式 下，为整个微电网提供电压频率参 考。
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-
11
恒功率控制
结合前面得到的功率计算公式，P/Q模式的控制框图如下：（内环为逆变 器模型）
-
2
章节
1、微电网并网运行方式 2、微电网孤岛运行方式 3、孤岛和并网方式的切换
-
3
并网模式的功率平衡
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4
恒功率控制
-
5
恒功率控制
β轴 q轴
iβ eβ
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恒功率控制
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恒功率控制
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9
恒功率控制
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10
恒功率控制
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V/f控制器的控制框图为（内环同样为逆变器模型）：
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功率参考值形成
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1 1 TQs
主控DG
DC AC
采集到的并网信号决定自身
U,I测量
U,I测量
的控制方式。
负荷
电力电
PQ
电力电
PQ
控制器
子接口
控制器
子接口
控制器
DG1
DGn
-
17
运行模式切换
由控制框图可以看出， V/f和P/Q控制方式的内环 相同，不同的只是外环， 对二者的切换，只需要对 控制外环进行切换。
当然，直接进行外环 切换会导致电压突变、电 流突变、恢复时间过长等 问题，实际的切换会采用 某些方法保证二者的平滑 切换。
外环
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