分布式发电与微电网.ppt

1、分布式发电、储能与微电网控制,孙衢 自动化学院,主要内容,认识电力系统 分布式发电 微电网及其控制 储能技术,- 1 -,认识电力系统,认识“电” 电是一种特殊的商品（质量、数量） 电能不能大规模存储 每一瞬间电能的生产和消耗保持平衡 负荷曲线（削峰填谷）,- 2 -,认识电力系统,认识电网 发电、输电（变电、配电）、用电 电厂（水电站、火电站、核电站、风电场) 钢铁企业. 电网 输电网（供电网）220KV,110KV,35KV,750KV 配电网10KV,- 3 -,Generation,Transmission,Distribution,Load,Hydroelectric plant,F

2、ossil-fuelled plant,Nuclear plant,认识电力系统,- 4 -,电力系统稳定性与控制,稳定性 电力系统稳定性 功角稳定性 小干扰稳定性（电源、负荷） 暂态稳定性（三相短路） 电压稳定性（无功平衡） 频率稳定性（有功平衡）,- 5 -,单机无穷大系统,- 6 -,单机无穷大系统传递函数框图,- 7 -,电力系统稳定性与控制,送端关注功角稳定性（发电机） 受端关注电压稳定性 （负荷） 振荡稳定性及控制 低频振荡(0.22Hz) 次同步振荡(略低于50Hz) 抑制措施 PSS HVDC FACTS,- 8 -,FACTS控制器,- 9 -,电网分析的相关内容,网络拓扑

3、潮流计算 状态估计 稳定性分析 短路计算 . “电力系统博大精深！”,- 10 -,电网的发展方向,区域电网互联坚强智能电网 微型电网（微电网） 接入配电网 分布式发电（风力、太阳能、生物质.) 分布式储能,- 11 -,- 12 -,微电网典型结构,- 13 -,1 术语和基本概念,(1)分布式发电 (2)新能源发电 (3)微电网,- 14 -,分布式发电的定义,国内： 分布式发电（Distributed Generation）是指功率不大（一般几十kW到几十MW）、建设在负荷中心附近的、模块式采用先进信息控制技术的、清洁环保、经济、高效、可靠的自主智能发电形式。 国外： DR (Distr

4、ibuted Resource)-分布式电源，非直接接入大输电系统的电源，包括发电机和储能 DG (Distributed Generation)-分布式发电，是分布式电源DR的一个子集 DG（Dispersed Generation) 分散式发电,- 15 -,分布式发电的特点,分布式发电 (DG) 或分布式能源 (DER) 是一种分散、非集中式的发电方式，具有以下特点 接近终端用户 容量很小（几十 kW 至几十 M W） 以孤立方式或与配电网并网方式，运行在380V 或 10kV 采用洁净或可再生能源(天然气、沼气、太阳能、生物质能、风能小风电、或水能小水电),新能源发电VS.分布式发电,

5、新能源发电分布式发电：概念和内容上有发展 DG大多利用新的能源和新型发电技术； 利于环保； 电源容量小，电压等级低； 接近负荷中心，接入配电网； 电力生产者和消费者合一，功率双向流动； 运行方式灵活，可连接于配电网，也可不联网； 比集中发电更可靠；在一批小型发电机组成的系统中发生大的停电（高负荷、风暴、地震、恐怖袭击、战争）几率较小；,- 17 -,具有分布式发电的示范配电系统,- 18 -,微电网的定义,微电网是以分布式发电技术为基础，以靠近分散型资源或用户的小型电站为主，结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能网络。微电网是智能电网的重要组成部分，能实现内部

6、电源和负荷的一体化运行，并通过和主电网的协调控制，可平滑接入主网或独立自治运行，充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。,- 19 -,微电网基本结构,微电网的结构示意图如图所示， 它可能组成中压或低压配电网 的一部分，负荷通过分布式电 源供电。根据微电网的运行特 性，微电网可能通过PCC连接到 大电网并网运行，也可与之断 开进入孤网运行模式（Isolated Grid，IG）。当微电网并网的 时候，微电网的运行和控制模式 也在两种状态之间转换，即依赖 于大电网的模式（Grid Dependent， GD）和独立于大电网的模式 （Grid Independent，GI）。 GD与GI

7、模式的区别在于微电网 与大电网之间是否有功率交换。,- 20 -,微电网按照结构可以分为三种类型：片区微网、工商业微网、偏远地区微网,微电网基本结构,片区微网,片区微电网有两种，一种是城市网络， 另一种则是农村的馈线。前者主要用 于城市的繁华地区，后者则用于农村 电网的计划解列。片区电网的发展动 力是停运管理和整合可再生能源发电 的需求。片区微电网的主要作用在于 降低温室气体的排放；提供对用户多 种能源方式的供给；阻塞管理；延缓 电力网络的升级等。另外，片区微电 网能提供当地无功电压支撑和较高的 电能质量等辅助服务。,- 21 -,工商业微网,微电网基本结构,工商业微网的用户一般定义为关键负荷

8、或者敏感负荷，即需要较高等级的供电可靠性和电能质量。该类微电网能够提供对多个工商业区域的负荷需求，如大学校园、购物中心或工业设备。该类微电网同样可以供给小型的居民负荷，如一组城市用房或者独立公寓，也可以成为居民区微电网。该类微电网能够提供便利且可靠的能量供给，并且能够提供用户定制的多种分布式电源供电。该类微电网的主要作用是提供较高的电能质量；提供不同水平的电能可靠性水平；整合CHP和需求侧管理。运行方式有GD、GI和IG，当大电网故障或者电能质量不满足要求、电价较高或者系统维修时从GI模式切换到IG模式。,- 22 -,微电网基本结构,偏远地区微网,利用微电网对这些偏远地区微电网进行供电，可以

9、利用可再生能源发电或其他分布式电源来形成孤立的电网或者独立的微电网来为偏远地区的居民或者商业用户供电或热。该类微电网的主要目的就是为偏远地区供电，并降低传统化石燃料的消耗。它具有如下好处：整合可再生能源发电、降低温室气体排放和需求侧管理。主要运行方式为IG。,- 23 -,2 分布式发电和微电网的兴起和发展,（1）DG兴起的原因 （2）DG的发展现状 （3）微电网研究和应用现状,- 24 -,大机组、大电厂、大系统、高电压，资金密集，技术密集，高度信息化；复杂系统特性突出，石化能是主要一次能源,分散式，小容量发电机，低电压，小系统，交、直流输电,和谐、可持续发展成为发展目标，传统发电方式追求清

10、洁高效，新发电方式应用高技术获得发电、环保、经济的综合效益,电力工业发展的历史,产生与兴起阶段,现代化工业阶段,可持续发展阶段,- 25 -,电力工业发展的轨迹,能源利用多样化，新发电方式层出不穷，朝着可持续能源利用方向发展； 小机组、小电厂、小系统集中发电大机组（高参数）、大电厂、高电压、大系统（互联）分散的小发电系统、微型电网（联网或不联网）快速发展，成为现代电力系统的有力补充； 简单技术先进技术高技术 电力生产者和消费者的分离与结合； 电网由单一的供电网，单向输电 混合能源网，双向输电,- 26 -,DG兴起的现实原因,（1）电力用户对供电可靠性的更高的要求 传统的电网不能提供超过”3个

11、九或4个九”的供电可靠性，这种限制主要是电力系统不确定、不可控制的事件如天气和设计电网的成本。 家庭用户希望达到99.9999%(“6个九”)的可靠性，也就是平均一年停电30秒 某些灵敏的电子设备，需要至少99.9999999% %(“9个九”)的供电可靠性 分布式发电和传统的电网结合起来达到更高的可靠性是可能的； （2）新材料和新型的发电技术为分布式发电提供了技术上的支持； （3）解决能源危机的一个途径； （4）环保要求； （5）电力市场要求进行分布式发电，打破垄断,- 27 -,DG的优点,（1）投资和风险：分布式发电本身投资和风险都要很小； （2）安全及可靠性：与电网配合，可以大大提高供

12、电的可靠性，在电网崩溃或者发生意外灾害（战争、台风、地震、恐怖活动等）的情况下，继续维持重要用户的供电。 分布式发电可以满足特殊场合的需求，如在大型集会或庆典场合，安排处于热备用状态的移动分散式发电车，则可以大大提高供电可靠性。 （3）环保 （4）电力市场：适应电力市场发展需要，多家办电，打破电力部门垄断,- 28 -,分布式发电优点（续）,（5）经济：能源综合利用，提高能源利用效率（60%-90%）。电、冷、热三联产，为能源的综合利用提供了可能，具有较高的能源利用率。 （6）由于分散式发电装置工作流程简单，参与运行的系统少，因而启动和停机快速，与电网配合使用时具有良好的调峰性能，且便于实现全

13、自动控制。（“即用即插式”，“友好发电方式”） （7）扶贫：解决边远地区供电困难 相对于化石能源而言，可再生能源密度较低、分散性强，不太方便作为集中供电的能源，已开发的可用电量有限。,- 29 -,2005年可再生能源容量（GW）,- 30 -,世界风电发展快速,- 31 -,1995-2005年太阳能光伏电池容量（MW）,- 32 -,2005年太阳能热水器/供热容量（总容量=88GWth）,- 33 -,目前国外已建成的微网示范工程,- 34 -,- 35 -,美国微电网的研究,2002年首次提出CERTS微电网的概念 包括3条馈线A、B和C及1条负荷母线，整体呈辐射状结构 馈线通过主分隔

14、装置与配电系统相连，可实现孤网及并网运行模式的平滑切换 IEEE P1547标准规定，在PCC处，微电网的各项技术指标必须满足预定的规范,- 36 -,CERTS的微电网示范网络结构,CERTSConsortium for Electric Reliability Technology Solutions,- 37 -,美国微电网的研究,CERTS微电网示范网络 包括光伏发电、微型燃气轮机和燃料电池等微电源 能量管理器：实现对整个微电网的综合分析控制 潮流控制器：实现对微电源的就地控制 示范了对三类不同供电质量要求的负荷的个性化微电源供电方案 连接在馈线A上的敏感负荷采用光伏电池供电 连接在馈

15、线C上的可调节负荷采用燃料电池和微燃气轮机混合供电 连接在馈线B上的可中断负荷没有设置专门的微电源，直接由配电网供电,- 38 -,美国微电网的研究,CERTS微电网的关键特性 系统故障时候能孤网运行，系统恢复后自动并网，从而实现各种工况下对用户的持续无差别（特指电能质量）供电 将用户和分布式电源集成，对系统而言是一个独立自治的单元 “对等” 概念（ peer-to-peer ）：各个元件地位对等，不存在主控制器或中心储能单元 “即插即用” 概念（ plug-and-play）：各个微电源可以在微电网的任一点接入而无须改变微电网的控制策略,- 39 -,美国微电网的研究,现有成果 在试验系统上

16、测试了暂态过程中（与主网断开及孤网状态下的负荷变化）控制系统的鲁棒性，既能控制的出力，又能控制线路的潮流 得到了一个试验系统中柴油机组的控制方法,- 40 -,美国微电网的研究,CERTS微电网概念的拓展 在DG附近配置储能系统，有利于维持系统功率平衡 仿真验证了储能系统和电力电子接口控制策略的有效性,- 41 -,欧洲微电网的研究,Microgrid计划（2001-2005） 由欧盟7个国家、14个组织合作开展 将微电网定义为含有小型分布式发电的低压配网，侧重单个微电网的运行 目前已初步形成了微电网的运行、控制、保护、安全及通讯等理论，并在实验室微电网平台上对这些理论进行了验证,- 42 -

17、,欧洲微电网的研究,分层管理和控制系统 微电网通过位于中压/低压变电站的微电网中央控制器（MGCC）进行管理和控制，MGCC具有经济性管理和控制等功能 系统的第二层，控制器位于负荷侧（负荷控制器，LC）或微电源侧（微电源控制器，MC），它们之间通过MGCC交换信息，而MGCC通过设定LC和MC的参考点控制微电网的运行,- 43 -,欧洲微电网的研究,More Microgrids计划：2006-2010 其参与国家增加到11个，组织达到22个 包括微电网、储能、风力发电、小水电、CHP、小型柴油机和可切除负荷等 目的在于通过开发和延伸微电网的概念促进分布式电源与可再生能源的大规模接入以及传统电

18、网向智能网络的过渡 主要研究先进的微电源控制技术、网络设计、多微电网运行管理、技术和商业协议的标准化、示范系统现场测试及其对电力系统的影响等,- 44 -,欧洲微电网的研究,建设了一系列的微电网示范系统，对孤网和并网状态下运行特性进行了测试，目前已得到电能质量、信息和通讯技术及社会经济效益等方面的结果,- 45 -,日本的微电网研究,日本：NEDO 建设了微电网示范工程，包括含多种可再生能源的区域电网、含有多个DG的配网设备和提供不同电能质量的新型电力网络以及进行功率控制的并网太阳能和风力发电系统 目前得到了一系列的并网和孤网的运行结果,- 46 -,3 分布式发电和微电网的研究内容,（1）分

19、布式发电方式 （2）DG接入电力系统的影响 （3）微电网的运行、控制和保护,- 47 -,分布式发电技术分类,风能（Wind Power) 太阳能光伏电池(Photo-voltaic panel） 燃料电池(Full cell) 生物质能(Biomass Energy) 燃气轮机(Gas Turbine，Combustion Turbine Generators) 微燃机(Micro-turbine) 内燃机(Gas Engine，Internal Combustion Reciprocating Engines and Generators),- 48 -,分布式发电技术,- 49 -,分布

20、式发电装置,- 50 -,主要分布式发电特性比较,- 51 -,风力发电场(wind power farm),- 52 -,风力发电的优点,风力发电在全世界获得快速发展，除了能源需求增加，环保压力加大外，重要的是风能本身所具有的独特优点。 归纳起来风电具有下列优点： （1）风能资源丰富。（2） 风能是可再生能源。 （3）清洁无污染。 （4）施工周期短。 （5）投资少，投资回收快。 （6）实际占地少，对场地要求低。 （7）运行管理简单。（8）风力发电技术比较成熟。 （9）风力发电具有经济性。 “装一台风机相当于栽一棵摇钱树” 仙人岛风电场总经理,- 53 -,风电的局限性,（1）风能的能量密度小

21、。为了获得相同的发电容量，风力发电机的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。如3000kW的风轮机直径已达100m.。风力发电单机极限约为10MW，对电力系统而言，风力发电机组只能是小机组。 （2）风能的大小不稳定。一般风机的起动风速为3 m/s，停机风速为25 m/s，即325 m/s为有效风力区。为得到稳定的出力，调节控制十分困难。 （3）至今，风能不能大量储存。小型风电机可配置蓄电池，大型风电机必须和大电网并网运行。 （4）风轮机的效率较低，风轮机实际效率只有理论最大效率的50%。风电机组风能利用率约为40%。 （5）有一定的噪声（机械的和电磁的），不宜安装在居民区。 （6）接入电网时，对电网

22、有不利的影响。,- 54 -,风机结构及风电基本原理,风力发电基本原理,1 Oil cooler 2 Water cooler for generator 3 High voltage transformer 4 Ultrasonic wind sensors 5 VMP-Top controller with converter 6 Service crane 7 OptiSpeed generator 8 Composite disc coupling 9 Yaw gears 10 Gearbox 11 Mechanical disc brake 12 Machine foundation

23、 13 Blade bearing 14 Blade hub 15 Blade 16 Pitch cylinder 17 Hub controller,Vestas 3.0MW风机结构示意图,- 55 -,风机结构及风电基本原理,- 56 -,风力发电机组的控制问题,控制系统 变桨距控制（对应风能输入的功率） 变频器控制（对应发电机输出的功率）,- 57 -,风力发电系统主要类型,（1）恒速恒频风力发电机系统 （3）双馈感应发电机系统 （2）风轮机直接驱动的同步发电机系统,- 58 -,双馈型风电机组（DFIG）并网拓扑结构,直驱型风电机组（PMSG）并网拓扑结构,- 59 -,风力发电的关键

24、技术,大功率风轮机（MW）制造技术 最大功率跟踪控制技术 并网技术（电压、频率、电能质量、 保护、可靠性） 风电场价值分析 风电的预测和调度,- 60 -,太阳光发电系统光伏电池（Photo Voltage Cell）,光伏电池是利用某些半导体物质在太阳光的照射条件下，在p型和n型晶结两端产生电动势，将光能直接转化成电能的装置。,- 61 -,太阳能光伏发电的优点,太阳能取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类消耗的能量大6000倍。只要在美国阳光丰富的西南部沙漠地区，建立一个面积为100mile100mile的巨型光伏电站，所发电力可以满足全美国的用电需要. 太阳能发电安全可靠，不会

25、遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击. 太阳能随处可得，可就近供电，不必长距离输送，因而避免了输电线路等电能损失. 太阳能不用燃料，运行成本很小. 太阳能发电没有运动部件，不易损坏，维护简单. 太阳能发电不产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源.,- 62 -,世界主要国家PV的发展趋势,无锡尚德光伏电池生产世界前10名，在纽约上市,- 63 -,太阳能电池的发展,第一代PV-晶硅太阳能电池 单晶硅、多晶硅(Crystalline Silicon,c-Si) 第二代PV 薄膜太阳能电池（Thin-Film PV） amorphous silicon, a-Si

26、CdTe CIGS 聚光型PV（Concentrating PV) 多结（Multijunction)太阳能电池,太阳能光伏发电关键技术,高效光伏电池制造 最大功率跟踪技术 并网技术 风/光/柴/水互补技术,- 65 -,燃料电池(Fuel Cell-FC）,燃料电池是一种将化学能转化成电能的新型能源生产方式，它利用氢和氧两种元素相互作用产生电流。 氧气可以直接从空气中提取，氢气要从酒精、汽油、天然气或其它炭氢化合物中提取。,- 66 -,FC电极反应,负极： （碱性电解液） （酸性电解液） 正极： （碱性电解液） （酸性电解液） 电池反应：,- 67 -,FC特点,燃料电池能量转换效率高（实

27、际效率58%以上），无污染、无噪声，无震动，安全可靠 燃料电池最大的优点是：输出功率平稳可靠，跟随负荷变化能力强（1秒内跟随50%的负荷变化）。 燃料电池的安装费用高。每千瓦30004000美元。 容量范围2-250MW或更大MW级；模块化的，搭积木，满足大容量负荷需要,- 68 -,燃料电池系统及其应用,燃料电池系统,应用 （1）便携式动力装置(portable power)：包括笔记本电脑、移动电话(手机)、助听器、真空吸尘器 （2）小汽车与公共汽车：可使用甲醇来产生氢气； 形成无数个“汽车发电站”，发出目前全球10倍的发电量； （3）大型发电装置(1arge power generati

28、on)：新型的燃料电池发电系统，除发出电力外，还可利用燃料电池中产生的热和水，去驱动蒸汽轮机，产生更多的电力。作医院和和工场的后备电源。 （4）家用发电装置(home electricity)：使用天然气或丙烷(propane)的燃料电池系统已在芝加哥的家庭中进行试用。生产电和热能，可用来加热水和取暖。 （5）填埋废水处理(landfillwastewater treatment)：利用燃料电池把废水或垃圾所产生的甲烷气(methane gas，即沼气)转化成电能。,- 69 -,燃料电池系统关键技术,电介质材料和电极材料的性能和制备 大功率电池堆集成（汇流技术） 降低成本$4000/kW降至

29、$400/kW （燃料电池系统是美国经济繁荣和国家安全的27个关键技术领域之一）,- 70 -,微型燃气轮机发电（small gas fired micro-turbines),转速96000/min； 燃料：天然气、甲 烷、汽油、柴油； 工作温度5000C； 发电效率30%，热 电联产效率达75%,- 71 -,微型燃气轮机发电（续）,功率范围在25kW75kW的小型发电机组 使用天然气、丙烷等多种燃料为一次能源 热、电并用系统 输出功率平稳， 成本远低于燃料电池 由于微型燃气轮机的技术特征是：发电容量小，占地面积少，能够为用户供热适合于企业、医院、学校及家庭分散使用。,- 72 -,微燃气

30、轮机发电（续）,微型燃气轮机有废气排出，对环境有一定的影响(城市“热岛”)。 技术关键包括：高速轴承、高温部件及加工材料等方面的进展。,- 73 -,微燃气轮机发电系统结构,- 74 -,日本TAKUMA公司微透平热电联产,- 75 -,冷、热、电联产系统,- 76 -,分布式电源与交流系统的连接,- 77 -,分布式发电对配电系统的影响,常规配电系统 现代配电系统是设计成从大系统（大供电变压器）接受电能和向用户配电的； 有功和无功功率从高电压等级流向低电压等级；,- 78 -,具有分布式发电的配电系统 CHP：热电联产； PV：光伏电池； WP：风电； 从配电网看，P、Q流向都是变化的； 从

31、分布式发电侧看，是电源，是负荷（“负的负荷）； DG与配电网的连接和运行调度问题,- 79 -,分布式发电对配电系统的影响,具体应考虑：技术方面影响与经济方面影响，正面影响与负面影响。 分布式发电引入将使配电系统发生根本性变化 从辐射网络变为遍布电源和用户互联的网络，配电系统的控制和管理将变得更加复杂 规划到运行发生彻底改变，如无功补偿、电压控制 配电网自动化和需求侧（负荷）管理系统（DSM）的内容发生大的变化。 分布式发电将对电力市场的走向和最后格局产生深远的影响。 电力公司和用户之间形成新型的关系，用户可以从电力公司买电，也可以用自己拥有的分布式电源向电力公司卖电或为电力公司有偿提供削峰填

32、谷、以及功率支持等服务； 分布式发电为其他行业进入电力市场打开了方便之门，如天然气公司等。整个电力市场参与者大大增加，利益关系更加复杂，竞争更加激烈。,- 80 -,分布式发电对配电系统的影响,正面影响 分布式发电可以大大提高用户供电的可靠性； 减少配电网投资，因为分布式发电装置直接装在用户侧，这样可以大大减少输配电设备的投资，并且还可以减少输送电的损耗，降低成本，对于用户来说，电价也会相对便宜. 新建集中式发电厂和远距离输电线的需求将减少或推迟。新增负荷相当大的部分将由分布式发电来满足，集中电力系统负荷减少。 分布式发电的削峰填谷、平衡负荷的作用，使现有发电输电设备的备用减少，利用率提高。

33、分布式发电装置的灵活投切可以帮助电压和频率的调整，提高系统的稳定性,- 81 -,分布式发电对配电系统的影响,负面影响 分布式发电的随机性、不稳定性、电力电子变换器引入、DG在负荷侧或在网络边缘处 分布式发电并网过程对电网的冲击； 对电网频率的影响； 对电网电压的影响； 对电网稳定性的影响； 对电网继电保护装置的影响； 对电能质量的影响； 对电力定价的影响（？） 分布式发电需要大电力系统提供辅助服务,- 82 -,分布式发电对配电系统的影响,并网的若干技术问题,电能质量问题 电压调整 电压闪变 电压不平衡 谐波畸变和直流注入 对继电保护的影响 使重合闸不成功 使保护区缩小 使继电保护误动作 短

34、路电流问题 铁磁谐振（Ferro-resonance)问题 变压器的连接问题和接地问题 配电网电容器投切与DG的励磁配合 孤岛运行问题 可靠性问题,分布式发电与公用电网在电能质量方面相互影响,图(a) ：由输电和配电网络引起的影响，如风电场接入点的电压下陷（即电压低到0.10.9p.u.，持续分钟周期）通常是输电配电网络故障引起的。因为低电压，发电机的负荷减少，风机会过速；电压低，风机无功需求增加，导到电压进一步降低。 图(b)：风电场对配电网络的扰动因而引起电能质量的降低。如风电场可能产生或吸收无功功率，引起电网电压波动。风电场采用软起动和经换流装置与系统联网时将引起谐波。,- 84 -,微

35、电网的运行机理及稳定性分析,微电网的精细建模及数值仿真技术 微电网的运行机理分析 并网、孤网及相互切换过程 黑启动 稳定性分析 静态稳定、动态稳定和小干扰稳定性分析,- 85 -,微电网的控制,微电源的控制策略 微电网的控制结构：分层控制 并网控制策略 孤网控制策略 并网-孤网相互切换控制策略 微电网的能量管理,- 86 -,下降曲线控制,微电源控制器：基于本地信息 传统控制方法 P-f下降曲线 Q-V下降曲线,- 87 -,功率管理策略（PMS）,功能 有效地在微电源之间分配负荷的有功和无功功率需求 对于系统运行方式变化引起的扰动快速响应 决定微电源的最终功率参考值以平衡功率和恢复频率 使孤

36、网运行的微电网与大电网重新同步,- 88 -,功率管理策略（PMS）,目标 微电源之间的负荷分配要满足系统总功率损耗最小 考虑每个微电源的特殊要求，如微电源的类型，发电成本，原动侧时间特性，维修周期和对环境的影响 维持系统的电能质量，如电压波动和谐波污染在一定的范围内 改善系统的动态响应，在暂态过程中保持较高的稳定裕度，并具有电压和频率恢复特性,- 89 -,能量管理系统（EMS）,集中方法 通过微电网的EMS来执行优化功能并对微电源和可控负荷的最新参考值进行通讯 分散方法 基于利用微电源本地信息的微电源控制器来实现的能量管理 智能控制方法,- 90 -,微电网的保护,难点 在孤网和并网两种运

37、行工况下均能对微电网内部故障做出响应 并网时快速感知大电网故障 保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性 研究方向 单相接地和线间故障，对称电流分量检测和保护策略 微电源故障模型,- 91 -,微电网的经济性评估,经济效益评估与量化 研究目标 增大可再生能源渗透率 降低储能设备容量 环境效益 非线性约束多目标优化问题,- 92 -,微电网的相关标准制定和运行导则,硬件标准及系统标准 微电网接入标准与运行导则 微电网软件标志及通信标准,- 93 -,微电网试验平台及示范系统建设,实验室级微电网试验平台 设计微电网的典型结构 测试微电网孤网、并网、两者相互切换、黑启动等过程 设计并应用微电网控制系

38、统 社区级及以上级别示范系统 在实用环境中，进一步验证实验平台研究与测试的结果 通过长期运行，检验其对电能质量、可靠性、节能降耗的提高的作用,- 94 -,4 分布式发电和微电网的发展前景和技术路线图,（1）解读可再生能源中长期发展规划 （2）解读国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年) （3）机遇与挑战,- 95 -,可再生能源中长期发展规划（2007年8月）,发展目标 到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%，到2020年达到15% 按循环经济模式推行有机废弃物的能源化利用，基本消除有机废弃物造成的环境污染 到2010年，基本实现以国内制造设备为主的装备能力。到2020年，形成以自有知识产权为主的国内可再生能源装备能力,- 96 -,国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年),未来15年的目标 3.节能技术和清洁能源技术取得重大突破，促进能源结构优化，主要产品单位能耗指标达到或接