智能微电网建设的关键技术

武汉大学电气工程学院 SchoolofElectricalEngineering,WuHanUniversity 智能微电网建设的关键技术 武汉大学电气工程学院邓长虹教授 智能微电网建设的关键技术 主要内： 分布式发电的概念微电网的简介 微电网与智能电网的关系 智能微电网研究的关键技术武汉大学智能电网实验室介绍 武汉大学电气工程学院 www.whu.edu.com.cnoclofElectricalEngincerin 1.分布式发电的概述 1.1分布式发电及分布式电源的概念 分布式发电---指的是在用户现场或靠近用电现场配置 较小的发电机组（一般低于30MW），以满足特定的需要。 >某些文献中分布式发电(DG)（DistributedGeneration） 指的是为了满足一些特殊用户的需求、安装在用户处或 其附近的小型发电机组； >而分布式电源（DR)则包括DG、热电联产、冷热电联 产以及各种靠近用户的电能存储技术。 武汉大学中 www.whu.edu.com.cn 1.2分布式发电的分类 基于化石燃料的分布式发电可以分为往复 基于化石燃料式发动机技术、微型燃气轮机技术、燃料 电池技术三种。 基于可再生能源的分布式发电可以分为太 源 基于可再生能阳能光伏发电、风力发电、小水电及生物 质发电。 混合式分布式发电通常是指两种或两种 混合以上的分布式发电技术和蓄能装置组合 起来，形成混合分布式发电系统， 武汉大学电气工程学院 www.whu.edu.com.cn 1.3分布式发电的国际标准-IEEE1547 电压频率 保护 分布式同步 发电 直接电流注入 电流谐波 闪烁 武汉大学 www.whu.edu.com.cnoolofElectricalEn 1.3分布式发电的国际标准 >关于DG的技术标准中，当主电网 失电，DG处于无计划孤岛时，必须尽 快断开，逆变器具有反孤岛保护。 武汉大学 www.whu.edu.com.cnofElechricalEa 2.微电网简介 ：2.1微电网的概念 微型电力网（简称微电网microgrids）----是指将分散 的小型发电设备联结成网并与大型电网联网运行的电力网。 例如，自行供电的发电设备或备用发电机组、太阳能发电装置、风力发电设备等可再生能源发电装置联结起来 构成微型电网。既可依赖大型公共电网的供电取得大量廉价电能，同时也可以在本地的发电能力有富余时，向大型电网回馈电能。 武汉大学电气工程学院 www.whu.edu.com.cn 2.2一些国家微电网发展情况： I·美国 早期美国提出的微电网主要由基于电力电子技术且容量小于等于 500kW的小型微电源与负荷构成，并引人了基于电力电子技术的控 制方法。 *2.欧洲 欧洲提出要充分利用分布式能源，智能技术，先进电力电子技术等实集中供电与分布式发电的高效紧密结合，并积极鼓励社会各界广泛参与电力市场，共同推进电网发展。 *3.日本 日本立足于国内能源日益紧缺、负荷日益增长的现实背景，也展开了微电网研究，但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用户的个性化电力需求。对于微电网的定义，日本三麦公司将微电网从规模上分为三类即大，中，小三种规模。 武汉大学中气T租学险 www.whu.edu.com.cn 2.3微电网结构 微电网的典型结构图 DMS MGCG MC微电源本地控制器LC一本地控制器MGCC—微电网中央控制器 DMS一分布管理系统。 武汉大学电气下租学险 www.whu.edu.com.cn 3.智能微电网与智能电网的关系 3.1智能电网的研究目标 有效地保证电网的安全可靠性，尤其是在 受到扰动时，能够迅速地恢复到稳定运行： 有效促进分布式可再生能源的利用： 提高电网资产的利用率： 提高用户用电的效率和电能质量 使电力市场化可以进一步实现； 武汉大学电 www.whu.edu.com.cn choolofElech CompanyLogo 3.2智能微电网与智能电网的关系 高级配电 运行ADO 高级配电自动化ADA 高级保护与控制 配电快速仿真与模拟DFSM DER运行 AC/DC微网运行 （带有高级传 新型电力电子装置感器的）运行管理系统 配电SCADA停运管理系统 配电GIS 高级配电运行（ADO）功能是智能电网功能的重要组成部分，可见，智能微电网是智能电网的最小“细胞”。 武汉大学电气工程学院 www.whu.edu.com.cn 4微电网研究中的关键技术 网络规划设计标准 微电网研究智能化能量管理技术 中的关键技术 高级量测技术保护控制一体化技术 武汉大学由白下程学院 www.whu.edu.com.cnhoolofElectricalEngin 4.1网络规划设计标准 微电网是一个单一的可控单元，既可以与大电网 并网运行，也可以与大电网断开，孤网运行。 当微电网孤网运行时主要有以下标准： 当微电网独立运当微电网独立运针对微电网独立运行时，必须确保行时，必须确保行故障，分布式发发电量和负荷需电压稳定和动态电中断以及负荷波 求保持基本平衡无功容量充足动等问题，必须维 ，必须要有足够的发电备用容量 持微电网的暂态稳 定性，所有微电网内部故障必须在内部处理 武汉大学电气工程学院 www.whu.edu.com.cnhoolofElectricalEngincen 4.1网络规划设计标准 当微电网并网运行时主要有以下标准： 1大电网在安全稳定运行时，微电网才能够并网运行。如果大电网发生突发扰动，微电网和大电网断开连接，独立运行。 2.当微电网电压，频率以及相角与大电网保持同步时，微电网才能并网。 武汉大学电 www.whu.edu.com.cn 4.1网络规划设计标准 微电网从系统观点看问题，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，微电网中的电源多为微电源，大量含有电力电子界面的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等 储能装置。 各种元件特性有待研究，运行特性有待研究！ 武汉大学 www.whu.edu.com.cn 4.2智能化能量管理技术 微网的运行方式、、系统内DER单元的类型、渗透率及能源政策、负荷特性和电能质量的约束等，与常规电力系统存在较大的区别。 &（1）需要对微网系统内部各DER单元间、单个微网与主 网间、多个微网间的运行调度和能量优化管理研究制定出合理的控制策略，以确保微网的安全性、稳定性和可靠性，保证微网高效、经济地运行。 心（2）在DER单元渗透率较高的情况下，对储能子系统进行有效的能量管理与控制，对平抑可再生能源的能量波动和负荷需求波动、维护系统的稳定运行有看重要的作用。 武汉大学中 www.whu.edu.com.cn 4.3保护控制一体化技术 4.3.1微电网保护与传统配电网保护的不同潮流的双向流通： 微电网在并网运行与独立运行2种工况下，短路电流大小 不同且差异很大。 因此，如何在独立和并网2种运行工况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障司时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微电网保护的关键，也是微电网保护的难点。 武汉大学山A www.whu.edu.com.cn 4.3保护控制一体化技术 *4.3.2微电网控制与传统配电网控制的不同 在独立和并网2种运行方式下，已有的频率、电压控 制方法在微电网中的适用性校验； 不同类型微电源（如基于变流器和不基于变流器；可控 和间歇）的运行和控制；更加先进、智能的控制策略。 武汉大学 www.whu.edu.com.cn 武汉大学电气工程学院 SchoolofElectricalEnginering,WuHanUniversity ThankYou