微電網(wǎng)能量管理與控制策略

1、微電網(wǎng)能量管理與控制策略,目錄,一、微電網(wǎng)的發(fā)展二、微電網(wǎng)能量管理三、微電網(wǎng)控制策略,,,,,,近年來，新能源的開發(fā)利用使分布式發(fā)電得到了長足的發(fā)展。微電網(wǎng)就是在此基礎，提高了供電可靠性和電能質量，形成了一種新型的供電方式。 所謂微電網(wǎng)，是指由分布式電源、儲能裝置、電力變換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置組合成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)自我控制，它既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時孤島運行，是未來新能源綜合利用趨勢。,一

2、、微電網(wǎng)的發(fā)展,,,,,,,一、微電網(wǎng)的發(fā)展目的,,,,,,,一、我國微電網(wǎng)的發(fā)展方向,二、微電網(wǎng)能量管理,能量管理系統(tǒng)(EMS):主要針對發(fā)輸電系統(tǒng)，對電網(wǎng)進行調度決策管理以及控制，提供電網(wǎng)的實時信息給調度管理人員，能夠提高電能質量，保證電網(wǎng)安全運行以及改善電網(wǎng)運行經(jīng)濟性，是現(xiàn)代電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的統(tǒng)稱。微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(MGEMS)：基于現(xiàn)有電力系統(tǒng)EMS的研究成果，考慮了分布式電源、儲能系統(tǒng)的接入以及微網(wǎng)系統(tǒng)技術的應用，是EMS

3、進一步發(fā)展的一個重要方面。,,,,,,,二、微電網(wǎng)能量管理,通過管理微網(wǎng)內微源及負荷運行狀態(tài)，結合電價、燃料費用等信息，并根據(jù)系統(tǒng)內潮流需求對分布式發(fā)電設備、可控負荷、儲能設備進行有功、無功指令控制，不僅可實現(xiàn)風能、太陽能等可再生能源的有效利用，而且能使微網(wǎng)經(jīng)濟、可靠運行。,,,,,,,二、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)主要功能,對可再生能源發(fā)電與負荷進行功率預測；為儲能設備建立合理的充、放電管理策略;為微網(wǎng)系統(tǒng)內部每個分布式能源控制器提供功率

4、和電壓設定點；確保滿足微網(wǎng)系統(tǒng)中的熱負荷和電負荷需求；盡可能的使排放量和系統(tǒng)損耗最?。蛔畲笙薅鹊靥岣呶㈦娫吹倪\行效率；對無功功率進行管理，維持微電網(wǎng)較好的電壓水平；提供微網(wǎng)系統(tǒng)故障情況下孤島運行與重合閘的邏輯與控制方法;,,,,,,,二、微電網(wǎng)能量管理的難點與挑戰(zhàn),,»新能源出力不確定性的影響微網(wǎng)中的負荷和新能源的可預測性差，且功率變化范圍較大，預測誤差較大，造成調度困難。»優(yōu)化算法合理選取微網(wǎng)能量管

5、理中很多問題是復雜的系統(tǒng)優(yōu)化問題，如何兼顧算法最優(yōu)性和可靠性需要深入研究。»儲能系統(tǒng)的管理儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)起到重要的維持穩(wěn)定的作用，各種儲能技術各具優(yōu)缺點。儲能技術的優(yōu)化配合以及多儲系統(tǒng)的聯(lián)合調度是一個難點。,,,,,,,三、微電網(wǎng)控制策略,所有的控制方法都應當滿足下列要求：1、新的微電源的接入不對大系統(tǒng)造成威脅;2、能夠自主的選擇系統(tǒng)運行點;3、平滑與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)或解耦;4、對有功、無功可以根據(jù)動態(tài)的要求進行獨立的結

6、構控制。,,,,,,,三、單個微電網(wǎng)控制策略,微電網(wǎng)的控制方式和微電源的類型有關，對于采用的電力電子逆變器來說，單個微電網(wǎng)常用的控制方法有聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的PQ控制方式，孤島狀態(tài)下的電壓頻率V/f控制和下垂控制。,,,,,,,三、單個微電網(wǎng)控制策略,,PQ控制是逆變器輸出的有功功率P和無功功率Q的大小可控。它是將有功功率和無功功率解耦后，對電流進行PI控制，通過控制逆變器來保證DG輸出的有功和無功保持在恒定值。V/f控制即恒壓恒頻控制，指的

7、是通過控制手段使逆變器輸出電壓幅值u和頻率f保持恒定。采用雙閉環(huán)控制，以濾波器輸出電壓反饋作為控制外環(huán)，以電容電流反饋作為控制內環(huán)。下垂控制通過解耦有功-頻率與無功-電壓之間的下垂特性曲線進行系統(tǒng)電壓和頻率調節(jié)的方式。實質是各逆變器檢測輸出功率的大小，根據(jù)自身容量，通過頻率與電壓幅值來調節(jié)輸出的有功和無功。,,,,,,,三、單個微電網(wǎng)控制策略,,對于輸出功率隨機的電源，一般需要采用PQ控制，達到能源最大利用率。對于功率可調的電源，控

8、制比較容易，可以實現(xiàn)V/f的調整和控制，可用于保證微電網(wǎng)頻率和電壓的穩(wěn)定性。Droop控制模擬傳統(tǒng)電力系統(tǒng)波動時的一次調頻過程，由于其不需要分布式電源之間通信聯(lián)系就能實施控制，所以一般用于對等控制策略中的分布式電源接口逆變器的控制。,,,,,,,三、微電網(wǎng)綜合控制策略,,主從控制,對各微電源采取不同的控制方法，將PQ控制和V/f控制結合起來。實現(xiàn)過程為并網(wǎng)和孤島模式的轉換：并網(wǎng)運行狀態(tài)下，各DG都采用PQ控制；當電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，系

9、統(tǒng)切換到孤島狀態(tài)，其中一個DG轉換到V/f控制，成為主控電源為孤島系統(tǒng)提供電壓和頻率支撐，確保其他從屬微電源和負荷正常運行，而其他DG保持PQ控制運行，保證最大功率輸出。,,,,,,,三、微電網(wǎng)綜合控制策略,,對等控制,基于電力電子技術“即插即用”與“對等”的控制思想，提出對等控制策略，系統(tǒng)中各個DG都采用類似傳統(tǒng)發(fā)電機的下垂特性曲線作為微電網(wǎng)內部分布式電源的控制方式，將系統(tǒng)功率動態(tài)分配給各分布式承擔，保證微電網(wǎng)內部電力供需平衡，主要適

10、合于含多逆變器并聯(lián)運行的微電網(wǎng)系統(tǒng)。,,,,,,,三、微電網(wǎng)綜合控制策略,,在主從控制策略中，主控DG在運行模式切換時的變化幅度比較大，也引起了其他從屬DG的波動，主控DG運行穩(wěn)定性會對其余分布式電源會產生影響，一旦主控單元控制失效，整個微網(wǎng)系統(tǒng)就會癱瘓。而在對等控制策略中，各個分布式電源互不干擾，運行不受彼此影響，穩(wěn)定性較高。但從原理上看，其只考慮到一次調頻問題，沒有考慮系統(tǒng)電壓和頻率的恢復問題，并且在控制和應用上仍存在很多關鍵問題