分布式光伏发电系统微网控制技术.docx

分布式光伏发电系统微网控制技术

第一部分分布式光伏微网控制系统架构 2

第二部分微网并网运行模式及控制策略 5

第三部分分散式逆变器控制技术 8

第四部分有功无功功率协调控制 10

第五部分微网孤网运行模式控制 13

第六部分能量管理与优化策略 16

第七部分微网保护与安全控制 19

第八部分通信与信息交换技术 21

第一部分分布式光伏微网控制系统架构

关键词

关键要点

分布式光伏微网控制系统架构

1.层次化控制体系：分布式光伏微网控制系统采用层次化结构，包括站控层、馈线层和末端层，实现微网各层面的协调控制。

2.分散式控制模式：微网控制采用分散式控制模式，各分布式电源(DG)单元独立控制，通过通信网络实现协调与优化。

3.网络结构：微网控制系统采用多层次网络结构，包括主干通信网络、馈线通信网络和末端通信网络，实现数据交换与控制。

分布式光伏微网控制策略

1.主从控制策略：一台分布式电源(DG)作为主电源，负责频率和电压的调节，其他DG作为从电源，跟随主电源运行。

2.虚拟同步机控制策略：将DG视为虚拟同步机，通过电网频率和电压的虚拟惯量和阻尼，实现微网稳定性。

3.分布式协调控制策略：采用分布式算法，实现分布式电源(DG)之间的协调控制，无需中心协调机构。

分布式光伏微网能量管理

1.实时功率平衡控制：及时调整分布式电源(DG)输出功率，与负荷需求保持平衡，维持微网稳定运行。

2.储能系统管理：合理利用储能系统，调峰填谷，平衡微网能量供需，提高运行效率。

3.需求侧响应控制：通过价格机制或负荷控制技术，引导用户调整用电负荷，优化微网能量利用效率。

分布式光伏微网保护技术

1.分布式保护机制：采用分布式保护装置，快速隔离故障区域，保障微网安全运行。

2.故障自愈技术：通过隔离开关或重合闸操作，实现故障自愈，恢复微网正常供电。

3.网岛保护技术：当微网与主电网发生故障时，采用网岛保护技术，实现微网与主电网的安全隔离。

分布式光伏微网系统仿真

1.系统建模：建立微网系统模型，包括分布式电源(DG)、负荷、通信网络等，用于系统分析和优化。

2.仿真方法：采用实时仿真或离线仿真技术，验证微网控

制策略和能量管理策略的有效性。

3.场景分析：模拟各种微网运行场景，分析系统稳定性、能量平衡、故障响应等性能指标。

分布式光伏微网技术趋势

1.智能化控制：采用人工智能技术，实现微网控制策略的优化和自适应调整。

2.多能互补：将分布式光伏、风电、储能等多种能源互补集成，提高微网能源利用效率。

3.区块链技术：利用区块链技术，实现微网数据的安全存储和共享，提高微网可靠性和透明度。

分布式光伏微网控制系统架构

分布式光伏微网控制系统主要由以下几个模块组成：

1.微网控制器(MPC)

微网控制器是微网控制系统的核心，负责协调微网中各个设备的运行，包括光伏组件、储能系统、逆变器和负荷。MPC的主要功能包括：

*功率平衡控制：MPC根据微网中光伏发电、负荷需求和储能系统状态，对微网中功率流进行协调控制，保证微网的电能平衡。

*电压/频率控制：MPC通过调节储能系统充放电功率和逆变器的有功/无功功率输出，控制微网的电压和频率，使其保持在稳定范围内。

*岛网/并网切换控制：MPC根据电网状态和微网内部运行情况，控制微网在岛网和并网模式之间切换，确保微网的安全稳定运行。

2.数据采集与通信系统

数据采集与通信系统负责采集微网中各个设备的运行数据，包括光伏发电功率、储能系统充放电功率、逆变器输出功率、负荷需求、电压、频率等。这些数据通过通信网络传输给MPC,为MPC的控制决策提供依据。

3.光伏发电系统

光伏发电系统由光伏组件、逆变器和能量储存系统组成。光伏组件将太阳能转换为电能，逆变器将直流电转换为交流电，能量储存系统存储多余的电能。

4.储能系统

储能系统通常由电池组成，负责存储多余的电能，并在需要时释放电能。储能系统可以在以下方面发挥作用：

*稳定微网电压和频率

*平滑光伏发电的波动

*满足峰值负荷需求

*提高微网的能源自给率5.逆变器

逆变器是微网中将直流电转换为交流电的关键设备。逆变器可以控制交流电的电压、频率和相位，并与MPC协调，实现功率平衡控制和电压/频率控制。

6.负荷

负荷是微网中的电力消费者，包括各种用电设备，如照明、空调、电动汽车等。负荷需求对微网的运行有较大影响，MPC需要根据负荷需求调整微网中的功率流和电压/频率。

微网控制系统架构示意图

![微网控制系统架构示意

图](/wikipedia/c