微电网能量管理与控制策略解读.ppt

微电网能量管理与控制策略 目录 一、微电网的发展 二、微电网能量管理 三、微电网控制策略 近年来，新能源的开发利用使分布式发电得到了长足的发展。微电网就是在此基础，提高了供电可靠性和电能质量，形成了一种新型的供电方式。 所谓微电网，是指由分布式电源、储能装置、电力变换装置、相关负荷和监控、保护装置组合成的小型发配电系统，能够实现自我控制，它既可以与大电网并网运行，也可以在电网出现故障时孤岛运行，是未来新能源综合利用趋势。 一、微电网的发展 一、微电网的发展目的 一、我国微电网的发展方向 包容性 灵活性 定制性 经济性 自治性 对内：有效接纳分布式电源 对外：与大电网兼容并提高辅助增值服务 技术上：包容发配用等多方面的先进电力技术 可控，灵活调度，可作为备用电源 运行模式切换灵活 通过对负荷分级，实现分级供电 满足不同用户的多种供电需求 有利于微网用户的利益 有利于微网建设商的利益 实现稳态、暂态功率平衡和电压/频率的稳定 对事故自助采取措施进行控制和纠正 二、微电网能量管理 能量管理系统(EMS):主要针对发输电系统，对电网进行调度决策管理以及控制，提供电网的实时信息给调度管理人员，能够提高电能质量，保证电网安全运行以及改善电网运行经济性，是现代电网调度自动化系统的统称。 微网能量管理系统(MGEMS)：基于现有电力系统EMS的研究成果，考虑了分布式电源、储能系统的接入以及微网系统技术的应用，是EMS进一步发展的一个重要方面。 二、微电网能量管理 通过管理微网内微源及负荷运行状态，结合电价、燃料费用等信息，并根据系统内潮流需求对分布式发电设备、可控负荷、储能设备进行有功、无功指令控制，不仅可实现风能、太阳能等可再生能源的有效利用，而且能使微网经济、可靠运行。 二、微电网能量管理系统主要功能 对可再生能源发电与负荷进行功率预测； 为储能设备建立合理的充、放电管理策略; 为微网系统内部每个分布式能源控制器提供功率和电压设定点； 确保满足微网系统中的热负荷和电负荷需求； 尽可能的使排放量和系统损耗最小； 最大限度地提高微电源的运行效率； 对无功功率进行管理，维持微电网较好的电压水平； 提供微网系统故障情况下孤岛运行与重合闸的逻辑与控制方法; 二、微电网能量管理的难点与挑战 ?新能源出力不确定性的影响 微网中的负荷和新能源的可预测性差，且功率变化范围较大，预测误差较大，造成调度困难。 ?优化算法合理选取 微网能量管理中很多问题是复杂的系统优化问题，如何兼顾算法最优性和可靠性需要深入研究。 ?储能系统的管理 储能系统在微网起到重要的维持稳定的作用，各种储能技术各具优缺点。储能技术的优化配合以及多储系统的联合调度是一个难点。 三、微电网控制策略 所有的控制方法都应当满足下列要求： 1、新的微电源的接入不对大系统造成威胁; 2、能够自主的选择系统运行点; 3、平滑与大电网联网或解耦; 4、对有功、无功可以根据动态的要求进行独立的结构控制。 三、单个微电网控制策略 微电网的控制方式和微电源的类型有关，对于采用的电力电子逆变器来说，单个微电网常用的控制方法有联网状态下的PQ控制方式，孤岛状态下的电压频率V/f控制和下垂控制。 三、单个微电网控制策略 PQ控制是逆变器输出的有功功率P和无功功率Q的大小可控。它是将有功功率和无功功率解耦后，对电流进行PI控制，通过控制逆变器来保证DG输出的有功和无功保持在恒定值。 V/f控制即恒压恒频控制，指的是通过控制手段使逆变器输出电压幅值u和频率f保持恒定。采用双闭环控制，以滤波器输出电压反馈作为控制外环，以电容电流反馈作为控制内环。 下垂控制通过解耦有功-频率与无功-电压之间的下垂特性曲线进行系统电压和频率调节的方式。实质是各逆变器检测输出功率的大小，根据自身容量，通过频率与电压幅值来调节输出的有功和无功。 三、单个微电网控制策略 对于输出功率随机的电源，一般需要采用PQ控制，达到能源最大利用率。 对于功率可调的电源，控制比较容易，可以实现V/f的调整和控制，可用于保证微电网频率和电压的稳定性。 Droop控制模拟传统电力系统波动时的一次调频过程，由于其不需要分布式电源之间通信联系就能实施控制，所以一般用于对等控制策略中的分布式电源接口逆变器的控制。 三、微电网综合控制策略 主从控制 对各微电源采取不同的控制方法，将PQ控制和V/f控制结合起来。实现过程为并网和孤岛模式的转换：并网运行状态下，各DG都采用PQ控制；