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微型電網(wǎng)在大電網(wǎng)背景下的應(yīng)用探討論文

時間:2023-04-26 23:39:32 論文范文 我要投稿
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微型電網(wǎng)在大電網(wǎng)背景下的應(yīng)用探討論文

  摘要:目前,我國大量分布式電源并網(wǎng)構(gòu)成的大電網(wǎng)日趨形成,但隨之而來可能造成電力系統(tǒng)對其不可控制和難以管理的局面,并引發(fā)相應(yīng)的電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性等諸多問題。為了解決電力系統(tǒng)與分布式電源間的矛盾,以及更好地滿足電力用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性的更高要求,微網(wǎng)概念應(yīng)運而生,并很快成為國內(nèi)外電氣工程研究領(lǐng)域的最新前沿課題之一。

微型電網(wǎng)在大電網(wǎng)背景下的應(yīng)用探討論文

  關(guān)鍵詞:微型電網(wǎng);特點;關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用

  與常規(guī)的分布式電源直接并網(wǎng)相比,微網(wǎng)靈活、系統(tǒng)地將分布式電源與本地負(fù)荷組為一個整體,通過柔性控制可以大大降低分布式電源并網(wǎng)運行對電力系統(tǒng)的影響。目前,美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家已率先建立了一些微網(wǎng)示范工程及實驗測試系統(tǒng)。微網(wǎng)理論技術(shù)研究及示范工程建設(shè)在中國也已得到高度重視,國家科技部863計劃、973計劃等已將微網(wǎng)研發(fā)項目列入重點資助范圍。

  1.微型電網(wǎng)的主要特點

  1.1自治性。微型電網(wǎng)作為小型能源網(wǎng)絡(luò),能夠維持自身能量的配合,可以在孤網(wǎng)和并網(wǎng)兩種方式下運行。

  1.2穩(wěn)定性。微型電網(wǎng)基于實時通信、快速控制和儲能單元,能夠在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的情況下實現(xiàn)電網(wǎng)的電壓、頻率穩(wěn)定,保證功率的平衡。

  1.3兼容性。微型電網(wǎng)具有即插即用的特點、可以接人分布式電源等模塊,也可接人大電網(wǎng)作為其中一個單元參與運行。

  1.4靈活性。微型電網(wǎng)方便的接入各種電源、負(fù)載等,可以根據(jù)用戶的需求提供不同可別的電能質(zhì)量。

  1.5經(jīng)濟(jì)性。微型電網(wǎng)綜合優(yōu)化能量應(yīng)用、運行效率,對市場交易和能源配置進(jìn)行統(tǒng)一管理。

  1.6自愈性。微型電網(wǎng)通過繼電保護(hù)、控制技術(shù)優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和能量管理,減少故障對電網(wǎng)的沖擊。

  2.微網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

  2.1微電網(wǎng)的運行

  微電網(wǎng)系統(tǒng)有2種運行模式,并網(wǎng)模式和孤島模式。存在著3種狀態(tài):連聯(lián)網(wǎng)運行、孤島運行和兩者之間互相切換的暫態(tài)。并網(wǎng)模式是指,微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行,當(dāng)微電網(wǎng)自身電能多余時,向大電網(wǎng)供應(yīng)電能,當(dāng)自身電能不足時,則由大電網(wǎng)補償微電網(wǎng)。實驗證明:合理的控制策略,可以實現(xiàn)并網(wǎng)和孤島2種模式的平滑過渡及轉(zhuǎn)化。孤島運行模式是指,當(dāng)微電網(wǎng)內(nèi)部的電能質(zhì)量不合要求或者主電網(wǎng)發(fā)生故障時,微電網(wǎng)和主電網(wǎng)斷開,形成孤島運行模式,孤島模式的正常運行,才為系統(tǒng)提供了更好的可靠性。當(dāng)微電網(wǎng)運行在并網(wǎng)和孤島2種模式之間的暫態(tài)時,穩(wěn)定是最重要的問題。如果在并網(wǎng)模式下運行,微電網(wǎng)吸收或輸出電能,主電網(wǎng)突然故障,微電網(wǎng)由聯(lián)網(wǎng)模式突然切換到孤島模式,那么微電網(wǎng)內(nèi)部產(chǎn)生的電能和負(fù)荷間的需求將會不平衡,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。一般來說,微型電網(wǎng)的主要目標(biāo)是:調(diào)節(jié)微電網(wǎng)內(nèi)饋線潮流,對無功和有功進(jìn)行獨立解耦控制;調(diào)節(jié)微型電源接口電壓,維持電壓的穩(wěn)定;當(dāng)處于孤網(wǎng)運行模式的時候,能夠保證每個微型電源能快速、正確的響應(yīng);根據(jù)需求,能自主地實現(xiàn)和主網(wǎng)的分離或者再并網(wǎng)。

  2.2微網(wǎng)的控制

  由微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可知,要實現(xiàn)靈活的運行方式和高質(zhì)量的供電服務(wù),肯定離不開完善的控制系統(tǒng)。控制問題也正是微網(wǎng)研究中的一個難點問題。由于微網(wǎng)中微電源數(shù)目太多,很難像大電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度那樣做到在一個調(diào)度中心點對整個系統(tǒng)故障和異常做出相應(yīng)的控制。因此,微電網(wǎng)控制的核心任務(wù)是做到能夠基于本地信息對電網(wǎng)中的事件做出自主反應(yīng)。微電網(wǎng)控制應(yīng)當(dāng)保證如下幾點:任一微電源的接人不對系統(tǒng)造成影響;平滑地與電網(wǎng)并列、分離;對有功、無功進(jìn)行獨立控制;具有校正電壓跌落和系統(tǒng)不平衡的能力。

  2.3微網(wǎng)的保護(hù)

  微網(wǎng)的保護(hù)與傳統(tǒng)保護(hù)有著很大的不同。如文章前面所述,微網(wǎng)存在孤島和并網(wǎng)兩種運行方式,因此,如何在孤島和并網(wǎng)兩種運行狀況下均能對微電網(wǎng)內(nèi)部故障做出響應(yīng)以及在并網(wǎng)情況下快速感知大電網(wǎng)故障,并同時保證保護(hù)的選擇性、快速性、靈敏性與可靠性,是微電網(wǎng)保護(hù)的關(guān)鍵,也是微電網(wǎng)保護(hù)的難點。傳統(tǒng)的電流保護(hù)無法滿足微網(wǎng)保護(hù)的特殊要求,主要緣由在于一、微電網(wǎng)潮流存在雙向流通;二、微電網(wǎng)在并網(wǎng)運行與獨立運行情況下,短路電流大小不同且差異很大。

  3.微網(wǎng)的應(yīng)用

  利用微網(wǎng)技術(shù)可整合多種形式的分布式電源,并考慮當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的特點,在一個局部區(qū)域內(nèi)直接將分布式電源、電力網(wǎng)絡(luò)和本地用戶有機(jī)地組合在一起。而且我國幅員遼闊,經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不平衡,許多偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島和邊防哨所檢查站無法實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電能輸送,只能利用當(dāng)?shù)貙嶋H的自然資源采用就地發(fā)電就地使用的模式來解決當(dāng)?shù)氐挠秒妴栴}。因此,可以在偏遠(yuǎn)山區(qū)、牧區(qū)和島嶼等缺電、無電地區(qū)因地制宜建設(shè)離網(wǎng)型風(fēng)光互補微網(wǎng)系統(tǒng)解決當(dāng)?shù)赜秒妴栴}。微網(wǎng)還可以方便地實現(xiàn)(冷)熱電聯(lián)供,并可以結(jié)合電蓄冷(熱)技術(shù),緩解電網(wǎng)高峰用電壓力,實現(xiàn)用電的移峰填谷,優(yōu)化和提高能源利用效率,減輕能源動力系統(tǒng)對環(huán)境的影響,實現(xiàn)能源的梯級利用,為將來智能電網(wǎng)(smartgrid)的實現(xiàn)提供必備的技術(shù)基礎(chǔ)。

  4.結(jié)語

  總之,作為電力系統(tǒng)的新典范,微電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)比較具有較多優(yōu)勢。在公共電網(wǎng)遭到擾動過程中,微電網(wǎng)有才能從公共電網(wǎng)中無縫地斷開以減小對自身的負(fù)荷,進(jìn)步供電可靠性。在頂峰負(fù)荷期間,微電網(wǎng)能夠承當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷來進(jìn)步電網(wǎng)運轉(zhuǎn)可靠性。微電網(wǎng)能夠運用低或零排放發(fā)電機(jī)組來增強環(huán)境效益。有些微源可完成熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)制,以給用戶減輕電力本錢。

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