智能微电网研究综述

随着人们对能源危机和环境污染问题的关注,智能微电网作为多种清洁能源的载体,得到国家政策的支持,正在快速发展.介绍了智能微电网的发展由来,从分布式发电到微电网,最后到智能微电网.阐述了欧美及我国智能微电网的定义、特征、结构、分类,分析了智能微电网的关键技术:控制、保护、能量管理.结论部分给出了我国智能微电网关键技术未来的发展趋势,为后续研究提供参考.     

利用故障方向信息的差动式微电网保护

针对传统的电流保护无法满足微电网保护的问题,提出了一种新型的微电网的系统保护方案。在该保护方案中,通过相邻保护单元之间互相交换带方向的故障信息,确定故障范围, 快速动作清除故障。最后通过分析一个包含三条支路和两个基于逆变器的微电源的微电网在三种故障情况下保护的动作,验证了该方法能够达到快速动作切除故障以及在并网模式和孤岛模式中采用相同的保护策略的目的。     

基于遗传算法的微电网DSM优化模型

为降低微电网发电侧运行成本, 同时优化微电网需求侧用户的用电体验, 建立了将需求侧管理(DSM:Demand Side Management)纳入微电网经济优化的模型。该模型包括一个光伏发电装置, 两个柴油发电机和一个蓄电池, 需求侧用户根据动态定价机制作出响应并对负荷进行转移, 以节省电费。将用户感到的不便与负荷转移时间建立联系, 运用遗传算法同时优化发电侧经济性和需求侧用户体验。仿真结果表明, 实施DSM 后,发电成本显著降低, 用户获得了一定的经济效益。     

微电网与大电网的竞合关系及其对社会福利效应的影响

微电网被认为是提高分布式电源利用效率的有效方式,其在节能减排、可再生能源利用、提高供电可靠性、解决偏远地区和海岛供电问题等方面具有诸多的优势。微电网建设有助于打破传统大电网在价格、市场准入等方面的垄断,提高了区域内用电的可靠性与灵活性,同时降低了环境污染及对资源的压力,有利于改善社会福利。笔者使用竞合博弈模型,分析了微电网与大电网的竞合关系,探讨了两者的合作条件,并对两者合作带来社会福利改善的具体机制进行了探究。分析结果表明：外部性正反馈于相关企业合作的努力程度,从而增进社会福利;外部性与自有资产存在替代     

直流微电网孤立运行控制策略研究

在直流微网中没有无功功率流动,母线电压是衡量系统稳定和功率平衡的重要指标。针对没有大电网支撑的孤立微网存在的直流母线电压随着微网中分布式电源的间歇性波动和负载变化而波动或小范围突变,从而影响挂接在母线上的设备和负载稳定供电这一问题,构建了一种基于储能的孤立直流微电网系统,通过对蓄电池的充放电控制来抑制和消除直流母线电压波动,并对运行中出现的分布式电源输出波动和负载变化等情况进行了仿真实验。结果表明,直流微网孤立运行模式下,采用该控制策略的微电网能有效抑制外界环境变化带来的可再生能源功率输出的波动,向用户供应稳定的电力。     

船舶微网蓄电池储能系统安全充放电控制策略

为确保船舶微网蓄电池储能系统的安全充放电,提出一种新型充放电控制策略.该控制策略结合双向DC/DC变换器,以蓄电池侧电感平均电流为内环,充电过程外环采用恒压、涓流切换控制方式,放电过程外环采用恒功率、恒压切换的控制方式.以蓄电池剩余容量和端电压状态为约束条件,充放电过程均采用三阶段切换控制模式,详细分析了该控制策略下的运行过程,并对不同模式切换控制下的蓄电池运行特性进行仿真.搭建了一台试验样机,运行结果表明,蓄电池在该控制策略下能够在安全区域高效稳定运行,并具有快速的动态响应能力.     

微电网主从控制建模仿真

考虑到微电网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计.基于下垂特性的Droop控制可实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,而电压/频率(V/f)控制和Droop控制均可在微电网孤岛运行时为微电网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制.根据不同电源特性针对性地采用不同控制技术组合,并对微电网孤岛运行模式和并网运行模式之间切换的运行特性进行分析,获得了微电网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f以及PQ-Droop综合控制策略的正确性和有效性.     

含风电微电网负荷预测建模及其仿真

风具有随机间歇性特性,在并网条件下参与电网负荷预测,其风速和风向的间歇性会对电网产生很大冲击,严重影响电力系统的稳定性.结合微电网的特点和风电运行特性,搭建微电网的基本负荷模型和风电模型,并采用MATLAB/Simulink建立负荷预测仿真模型.仿真结果表明,含风电微电网不仅能够抵御消化风电并网的影响,还能够有效降低电网的负荷曲线的峰谷差.含风电微电网参与电网的负荷预测能够有效地提高电力系统的供电可靠性.     

考虑网络攻击的微电网弹性分布式控制策略

为了提升攻击检测和隔离响应的速度,降低对系统的负荷,提出了一种针对网络攻击的微电网弹性分布式控制策略。首先分析了3种类型的时变网络攻击对对通信链路、局部控制器和主控制器的影响。然后提出了一种弹性分布式控制策略,使得每一个参与者都能及时、迅速地检测和隔离损坏的链路和控制器。在控制策略中引入开关频率随机的非周期间歇控制机制,从而提升微电网系统对连续攻击的鲁棒性。最后通过仿真平台对提出的方法进行验证。结果表明:该分布式控制策略能够在不妨碍微电网正常运行的情况下,及时准确地检测和隔离网络攻击。     

微电网综合评价赋权方法的改进与应用

微电网作为未来智能电网发展的基石,其进步对清洁能源消纳乃至整个电力行业低碳化发展都有着重大的意义。紧密贴合当前环境下微电网发展的态势,根据示范性项目运行目标,从保障能源供电,提高清洁能源消纳和提高电能质量三方面着手,构建微电网综合评价指标体系。同时设计提出了一种主客观结合的综合评价方法,该方法首先简化了环比评分法的相应步骤,使得专家能够依据相应微电网情况灵活迅速调整主观权重,为了充分体现客观数据间的离散性与关联性,又选用改进CRITIC赋权法赋予指标相应的客观权重,并将其与主观权重结合为综合变权。最后,根据某高校微电网示范项目实际运行数据,进行了算例分析,验证了评价指标体系的合理性及评价方法的可操作性。