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微电网控制系统
新能源及微电网技术
内容
新能源及分布式发电 微电网技术 系统方案
新能源
节能 环保 高效
分布式发电
随着分布式发电技术的不断创新及常规能源的逐渐衰竭和环境污 染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术(Distributed Generation—DG)。
分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至50兆瓦的小型化、模块 化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小 型发电系统。现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以 微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分 布式发电供能系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、 储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成 的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自 治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。
分布式发电的前景
2007年：全球利用风力、太阳能等可再生能 源发电的投资达到710亿美元（不包括大型水 利发电）；(世界银行报告)
2020年：美国太阳能光伏发电将占发电装机增 量的15%左右，累计安装量达到3600万千瓦； 欧盟国家可再生能源发电量将占总量的30%； （美国能源部;德国乌帕塔尔气候环境与能源研 究院）
微电网要作为一个整体参与离并网运行， 并保证微电网内负荷稳定供电，需要各 种监测设备、控制设备、保护设备及微 电网高级应用的协同工作，这些设备配 合工作形成微电网控制系统。
微电网控制系统要解决的问题
微电网控制系统是微电网的核心，要解决的主要问题包括： 1、如何识别主网或者微电网发生了故障； 2、在故障发生时，实现在主网或微电网快速分离； 3、微电网并网运行与孤网运行时的继电保护的差异； 4、微电网中各元件如何与中央控制器进行互联，互通消息； 5、微电网中多种分布式电源及储能单元的协调运行； 6、微电网如何减少运行模式切换时给微电网用户带来的影响； 7、微电网孤网运行时的电源与负荷的平衡问题； 8、微电网电压无功调节问题； 9、微电网能源管理与经济运行； 10、微电网与主站互联通信的能力及应用。
作用，实现消峰填谷、储能、调频等作 用
分布式电源（DG）- 并网应用
微网（MG）- 基本概念
微电网是分布式发电的重要形式之一，微电网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形 成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。该灵 活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性。同时，微电网通过单点接入电网，可以减少大 量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。另外，微电网将分散的不同类型的小型 发电源（分布式电源）组合起来供电，能够使小型电源获得更高的利用效率。
有助于电网灾变时的重要负荷持续供电；有助于电网灾变时的重要负荷持续供电； 避免间歇式电源对周围用户电能质量的直接影响；避免间歇式电源对周围用户电能质量的直 接影响； 有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。有助于可再生能源优化利用和电网节能降损。
图中包括3条馈线A，B和C及1条负荷母线，网络整体呈辐射状结构。馈线通过主 分隔装置(通常是一个静态开关)与配电系统相连，可实现孤网与并网运行模式间的 平滑切换。该开关点即PCC所在的位置，一般选择为配电变压器的原边侧或主网与 微电网的分离点。
2020年：我国风力发电3000万千瓦，太阳能 发电180万千瓦，生物质能3000万千瓦。（国 家发改委）
分布式电源（DG）- 应用意义
1、解决集中用户的冷、热、电、气等 供给问题，提供整体优化解决方案，解 决远距离电能量传输问题，提高能源的 综合使用效率；
2、易平衡用户不同类型的需要； 3、作为友好负荷，担负起电网负荷平移
主站接入层
远程用户 微电网历史数据服务器 微电网发电曲线应用 微电网能量管理
微电网子站
打印机 智能管理层
现场用户
主站接入系统& 能量监管系统
光端机
现场中央控 制层
以太网交换机
中央控制单元 运方控制器
中央控制单元 运方控制器
一体化测控单元 保护装置 逆变器 BMS
现场监控层
断路器 智能快速开关
光伏发电机 光伏发电机 风力发电机 风力发电机 蓄电池 燃料电池
微电网结构示意图
电气结构
开关
A 计量表 Q 电能质量监测
老窝铺变电 站10kV出线
515线
农家游小区 供电配变
QA
微电网400V母线
QA PCS BMS
发电单元1#光伏并 网逆变器
1#直流防 雷汇流箱
QA
QA
QA
2#光伏并
1#风机并
2#风机并
网逆变器
网逆变器
网逆变器 有源
微网1
微电网子站
主站系统
模式控制器
运方控制器
老窝铺变电 站10kV 出线
515线
农家游小区
B1
供电配变
K1
QA
开关
A 计量表 Q 电能质量监测
微电网400V 母线
K2
QA PCS
BMS
发电单元汇流母线
K3
QA
1# 光伏并 网逆变器
1# 直流防 雷汇流箱
微电网是一个预先设计好的孤岛，可在主网脱离后孤立正常运行，维持所有或部分重要用电 设备的供电。微电网与大电网是有机整体，可以灵活连接、断开，既可与大电网联网运行， 也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。
微网运行优势 可大大提高分布式电源的有效运行时间；可大大提高分布式电源的有效运行时间；
1#
2# 滤波
2#直流防 雷汇流箱
1#风机控制器
卸 荷
2#风机控制器
卸 荷
箱
箱
储能单元 80kW/128kWh
1#光伏阵列 25kW
2#光伏阵列 25kW
1#风力发电机 30kW
2#风力发电机 30kW
光伏产品
风机
储能产品
储储储储
储储储储 储储储储 储储储储储
储储储储 储 储 储 储 储 Fl ywheel s储 储 储 储 储 储 储 储 CAES储