微电网现状及稳定性研究_第1页
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China science and Technology Review 微电网现状及稳定性研究 袁淑敏-张昌 (i国网山东省电力公司东营供电公司山东东营257091) 工业技术 I 摘要进入2l世纪以来,随着能源问题和环境问题的日趋严重,合理开发利用绿色能源已成为一个重要的课题。随着分布式发电技术和微型电网系统的 快速发展,微型电网相关问题的研究也显得越发重要。本文把对于微型电网的稳定性因素分析作为出发点,首先介绍了微型电网研究的情况。其次,对微型电网的 稳定性做了总体的概述。众所周知,稳定性分析对保证任何电网稳定运行都是非常重要的。而鉴于微型电网的复杂性,以及相关理论尚不成熟,微型电网的稳定性 分析也将是微网系统研究中的一个重点。在微型电网稳定性分析方面,现在可见的研究还非常少,这方面也值得更加深入的研究。 关键词微型电网l稳定性l绿色能源 中图分类号:O17513 文献标识码:A 文章编号:1009-9l4x(20l5)48-0041-01 1微型电嘲概述 11微型电网的定义与结构 目前世界各个国家和地区对微型电网的定义还没有达成完全的统一标准。 美国电力性技术方案解决协会对微型电网给出的定义是目前最具有代表性的 一种定义。C隙 认为:“微网是一个由负载和分布式电源组成的独立可控系 统,对当地提供电能和热能。相应微网结构如图11所示,它采用微型燃气轮机 和燃料电池作为主要的电源,储能装置连接在直流侧与分布式电源一起作为一 个整体通过电力电子接口连接到微网。其控制方案相关研究重点是分布式电源 的“即插即用”式控制方法。 欧盟微网项目组对微型电网的定义如下:利用一次能源,采用电力电子装 置对能量进行控制和管理,将微型电网分为不可控部分、部分可控部分和完全 可控部分,并且可以提供冷、热、电三联供,带有储能装置。对于公用电力企业, 微型电网可以作为电力系统可控的“细胞”。这个“细胞 可以作为个简单的可 调度负载,在一定的时间作出相应,来满足电力系统的需求。对于用户来说,微 型电网可以作为一个可定制的电源,以满足用户多样化的需求。 12国内外微型电网的研究现状 目前发达国家正在深入研究微电网,竞相报道有关微电网的技术成果, 由于各国电力系统存在的实际问题和可持续发展能源的目标不同,所以呈现 出不同的理念与特色。 国外的研究现状: (1)美国对微电网的研究 微电网的概念是由美国CER 可靠性技术解决方案协会)最早提出的, 这种微电网主要由基于电力电子技术且容量小于等于500 kW的小型微电 源与负荷构成。电力电子技术是美国CERTS微电网实现智能和灵活控制的 重要技术支撑。美国微电网的发展重点是提高重要负荷的供电可靠性、满足用 户定制的多种电能质量需求、降低电网成本和实现电网智能化。对微电网进行 深人研究,是美国电力系统今后发展和规划电源的重要课题之一。 (2)欧洲对微电网的研究 欧洲已初步提出有关了微电网的运行、控制、保护、安全及通信等理论,并 在实验室微电网平台上对这些理论进行了验证。目前,欧洲的微电网示范工 程主要有希腊基斯诺斯岛微电网、德国曼海姆Wallstadt居民区示范工程、西 UtmI-RU 图1-1欧盟微网结构 班牙LABEIN项目、葡萄牙EDP项目、葡萄牙Cont inuon项目、意大利CESI 项目、丹麦ELT RA项目等。 (3)日本对微电网的研究 日本对微电网的研究,主要目标是能源供给多样化、减少污染、满足用户 的个性化电力需求。例如:三菱公司根据微电网的规模,将其分为三类,如 表Il所示。 由表1-1可知,日本拓展了美国CERTS对微电网的定义范围,将传统 电源的独立电力系统,也纳入微电网的研究范畴,已建立多个微电网工程。 微电网的实现形式之一,是由日本学者提出的灵活、可靠和智能能量供给系 统,即在配电网中加入灵活交流输电系统(FACT S)装置,实现对配电网 能源结构的优化,用以满足用户对多种电能质量的不同需求。 2微皂网稳定性的研究 21微电网稳定性的分类与特点 微电网的稳定性可能分为小信号稳定性和暂稳态性。 微网由于其具有低惯性、多种运行模式及使用大量电力电子装置等特点, 其稳定性成为值得研究的问题。微网的低惯陛即微网没有足够的旋转储能,降 低了微网的负荷跟踪能力,而微网在联网模式和孤岛模式之间转换时,缺乏惯 性可能导致其暂态不稳定,大量电力电子装置的使用使得微网的响应速度很 快,分布式电源过负载能力差。 22改善微型电网稳定性的常用方法 1)正确的数学建模 由于微型电网本身的复杂性,其中电力电子变流器存在一定的非线性因 素,而系统中每个单元都会影响到微型电网的稳定性。因而,正确的建立数学模 型是十分重要的。只有对电力电子变流器进行数学建模,分析变流器的平均模 型和小型号模型,才能分析出各种扰动情况下系统的运行特性,并设计出满足 一定稳定裕量的控制系统,保证电力电子装置的稳定运行。 2)选用适当的控制策略 目前对微电网稳定性的分析都是基于采用某种控制策略的基础之上的。因 而,针对不同组成结构的微电网分别采用合适的控制方法,有利于提高微型电 网的稳定性。对电力电子变流器的合理控制不仅影响到变流器的正常工作,甚 至能影响到整个微型电网的稳定运行。因此控制理论也是微型电网技术的重要 学科。 3)在微网系统中增加储能装置 储能装置作为现存微网中必不可少的一部份,其充放电控制对微网暂态稳 定具有非常重要的意义。微网由于缺乏惯性,所以其暂态能量平衡主要由储能 装置提供。在微网暂态过程中,储能装置的充放电控制及其与分布式电源的协 调配合等相关问题也有待进一步解决。 当前对于微型电网稳定性的研究相对较少,相信随着微型电网相关理论和 技术的不断发展,会有更多的方法来保障微型电网的稳定性。 参考文献 1】许洪阳通过冰灾和震灾看发展分布式电源和微电网的重要性访 电网规划专家田华J】中国科技财富,2008,(o;) 2郑漳华,艾芊微电网的研究现状及在我国的应用前景J电网技术, 2008,(16) 3】鲁宗相,王彩霞,阂勇,等微电网研究综述J电力系统自动化,2007, (19) 4肖朝霞微网控制及运行特性分析D天津:天津大学,

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