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微电网电能质量分析及控制
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-03 | 189 次浏览 | 分享到:

  1 前言

  微电网(Micro-Grid)是一种新型网络结构,是由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。分布式电源是一种并不直接连接到电力网络上的电力能源,分布式电源包括发电机以及储能技术[1]。分布式电源的控制与保护,状态监测等技术相对微电网而言较为容易。在一些发达国家规定的分布式能源并网标准上,都有详细的介绍分布式电源并入电网以及分布式电源孤岛运行状态的运行准则。

  IEEE在2003年颁布了分布式电源并网的标准[2],该标准规范了分布式电源并入电网的电压特性、频率特性以及电能质量等一系列的问题。然而随着世界新能源的快速发展,IEEE协会在2008年对该标准进行了完善和更新[3],更新的内容里面涵盖了分布式电源并网的运行、监测控制以及保护等特性,相对2003年颁布的分布式电源并网标准来说,该标准更加适合现代智能电网的规范化。然而这两项标准都没有涉及到微电网在区域电力系统出现故障情况之下的分布式电源的孤岛运行标准,针对该问题,IEEE协会于2011年再一次对分布式电源并网标准进行了完善[4],该标准主要规范了分布式电源孤岛运行状态下设计、规划以及集成技术标准。

  2 微电网模型

  微电网的结构可以分为直流微电网、交流微电网以及交直流微电网。直流微电网特征是系统中的DG、储能装置、负荷等均通过电力电子变换装置连接至直流母线,直流网络再通过逆变装置连接至外部交流电网。在交流微电网中,DG、储能装置等均通过电力电子装置连接至交流母线,通过对公共连接点(PCC)端口处开关的控制,可实现微电网并网运行与孤岛运行模式的转换。下图1就是典型的交流微电网的例子。微电网中既含有交流母线又含有直流母线,既可以直接向交流负荷供电又可以直接向直流负荷供电,因此可称为交直流混合微电网。可以这样说,直流微电网可看作是一个通过电力电子逆变器接入交流母线独特的电源。所以从这个角度而言,交直流微电网本质上也能看作是一个交流微电网。

  到目前为止,世界上许多国家都已经出现了许多微电网范例,并且都致力于将微电网推向世界。发展微电网对我国的电力系统和国民经济都有重要的意义[5-6]。因为微电网能够提高电力系统的稳定性和可靠性。其次,是发展为电网有利于可再生能源在我国的应用。最后,建设微电网有利于缓解电网投资的压力,建设节约经济型社会。在我国为数不多的微电网范例中,金风科技北京天诚同创电气有限公司的微电网是我国微电网建设较成熟且已市场化的产品。金风微电网项目建设周期为2010年8月~2012年4月,为国内首创MW级分布式电源多种储能以及微燃机作为支撑电源的应用和技术平台,同时也是国内首个MW级风机分布式接入且与多种能源相结合的孤岛运行示范项目。

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