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文檔簡(jiǎn)介
1、關(guān)于微電網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)第一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介 是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等附屬環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。1.電力系統(tǒng)概念第二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介 由輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)合發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱為電力網(wǎng)。電網(wǎng)是電源和用戶之間的紐帶,其主要功能是把電能安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地送到用戶。2.電力網(wǎng)(簡(jiǎn)稱電網(wǎng))概念第三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介 電網(wǎng)接線主要描述系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站、開關(guān)站之間線路的連接方式。電網(wǎng)接線圖分為地理
2、接線圖和電氣接線圖。地理接線圖是按比例表示電力系統(tǒng)各發(fā)電廠和變電所的相對(duì)地理位置及各電力線路的路徑的接線圖。電氣接線圖是表示電力系統(tǒng)各元件間(發(fā)電機(jī)、變壓器、負(fù)荷等)的電氣聯(lián)系的電路圖,一般用單線圖表示。3.電網(wǎng)接線圖分類地理接線圖電網(wǎng)接線圖第四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月主網(wǎng)虎崗潭東嘉定金堂百樂贛州埠頭渡口瑞金龍崗瑞金電廠燕豐電網(wǎng)結(jié)構(gòu)情況東部電網(wǎng)形成220kV埠頭、渡口、瑞金三個(gè)供區(qū)中、西部電網(wǎng)形成220kV虎崗、潭東、燕豐、龍崗四個(gè)供區(qū)南部電網(wǎng)形成220kV嘉定、金堂、百樂
3、三個(gè)供區(qū)第七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介 電網(wǎng)的接線方式對(duì)于保證安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)地向用戶供電具有非常重要的作用。4.電網(wǎng)接線方式分類 按供電可靠性021無備用接線方式2有備用接線方式第八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介5.無備用接線 負(fù)荷只能從一個(gè)電源獲得電能開式接線。單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄蛯儆谶@類。 放射式 干線式 鏈 式第九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一、電網(wǎng)接線方式簡(jiǎn)介6.有備用接線 負(fù)荷可以從兩個(gè)或兩個(gè)以上電源獲得電能閉式接線。它包括了雙回路的放射式、干線式、鏈?zhǔn)揭约碍h(huán)式和兩端供電網(wǎng)絡(luò)
4、。放射式干線式鏈?zhǔn)江h(huán)式兩端供電網(wǎng)絡(luò)第十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電源儲(chǔ)能系統(tǒng)控制裝置負(fù)荷微電網(wǎng)微電網(wǎng)(Micro-Grid)是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 二、微電網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)第十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可以孤立運(yùn)行。微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念,是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò),并通過靜態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給,是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式,是傳統(tǒng)電網(wǎng)向
5、智能電網(wǎng)的過渡。 第十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 1、微電網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)第十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月32 圖中包含了多個(gè)DG(Distributed Generation)和儲(chǔ)能元件,這些系統(tǒng)和元件聯(lián)合向負(fù)荷供電,整個(gè)微電網(wǎng)相對(duì)大電網(wǎng)來說是一個(gè)整體,通過一個(gè)斷路器和上級(jí)電網(wǎng)的變電站相連接。第十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 1、微電網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu) 圖中包括3條饋線A,B和C及1條負(fù)荷母線,網(wǎng)絡(luò)整體呈輻射狀結(jié)構(gòu)。饋線通過主分隔裝置(通常是一個(gè)靜態(tài)開關(guān))與配電系統(tǒng)相連,可實(shí)現(xiàn)孤網(wǎng)與并網(wǎng)運(yùn)行模式間的平滑切換。該開關(guān)點(diǎn)即PCC(公共
6、連接點(diǎn))所在的位置,一般選擇為配電變壓器的原邊側(cè)或主網(wǎng)與微電網(wǎng)的分離點(diǎn)。IEEE P1547標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定:在PCC處,微電網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)必須滿足預(yù)定的規(guī)范。負(fù)荷端的饋線電壓通常是480 V或更低。 圖中展示了光伏發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池等微電源形式,其中一些接在熱力用戶附近,為當(dāng)?shù)靥峁嵩?。微電網(wǎng)中配置能量管理器和潮流控制器,前者可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)的綜合分析控制,而后者可實(shí)現(xiàn)對(duì)微電源的就地控制。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),潮流控制器根據(jù)本地頻率和電壓信息進(jìn)行潮流調(diào)節(jié),當(dāng)?shù)匚㈦娫聪鄳?yīng)增加或減少其功率輸出以保持功率平衡。第十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 圖中還示范了針對(duì)3類具有不
7、同供電質(zhì)量要求的負(fù)荷的個(gè)性化微電源供電方案。對(duì)于連接在饋線A上的敏感負(fù)荷,采用光伏電池供電;對(duì)于連接在饋線B上的可調(diào)節(jié)負(fù)荷,采用燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)混合供電;對(duì)于連接在饋線C上的可中斷負(fù)荷,沒有設(shè)置專門的微電源,而直接由配電網(wǎng)供電。這樣,對(duì)于敏感負(fù)荷和可調(diào)節(jié)負(fù)荷都是采用雙源供電模式,外部配電網(wǎng)故障時(shí),饋線A,B上的靜態(tài)開關(guān)會(huì)快速動(dòng)作使重要負(fù)荷與故障隔離且不間斷向其正常供電,而對(duì)于饋線C上的可中斷負(fù)荷,系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功率平衡的需求,在必要時(shí)將其切除。 1、微電網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)第十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 在微電網(wǎng)的這種結(jié)構(gòu)下,多個(gè)DG局部就地向重要負(fù)荷提供電能和電壓支撐,
8、這在很大程度上減少了直接從大電網(wǎng)買電和電力線傳輸?shù)呢?fù)擔(dān),并可增強(qiáng)重要負(fù)荷抵御來自主網(wǎng)故障影響的能力。 在大電網(wǎng)發(fā)生故障或其電能質(zhì)量不符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,微電網(wǎng)可以孤網(wǎng)模式獨(dú)立運(yùn)行,保證微電網(wǎng)自身和大電網(wǎng)的正常運(yùn)行,從而提高供電可靠性和安全性。第十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月孤網(wǎng)運(yùn)行是微電網(wǎng)最重要的能力,實(shí)現(xiàn)這一性能的關(guān)鍵在于微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的電力電子接口處的控制環(huán)節(jié)靜態(tài)開關(guān)。該靜態(tài)開關(guān)允許在接口處?kù)`活可控地接收或輸送電能。第十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)對(duì)外呈現(xiàn)一個(gè)整體,通過一個(gè)公共連接點(diǎn)(Point of Common Coupling,PC
9、C)與電網(wǎng)相連 .2、微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1 分布式發(fā)電(DG) DG可以是以新能源為主的多種能源形式,如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池等,也可以是以熱電聯(lián)產(chǎn)(Combined Heat and Power,CHP)或冷熱電聯(lián)產(chǎn)(Combined Cooling、Heat and Power,CCHP)形式存在,就地向用戶提供熱能,提高DG利用效率和靈活性。 第二十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2 負(fù)荷 包括各種一般負(fù)荷和重要負(fù)荷。第二十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3 儲(chǔ)能裝置 儲(chǔ)能裝置可采用各種儲(chǔ)能方式,包括物理
10、儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等,用于新能源發(fā)電的能量存儲(chǔ)、負(fù)荷的削峰填谷、微電網(wǎng)的“黑啟動(dòng)” 第二十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月黑啟動(dòng)微電網(wǎng)黑啟動(dòng),就是指在整個(gè)微電網(wǎng)因外部或內(nèi)部故障停運(yùn)進(jìn)入全黑狀態(tài)后,不依靠大電網(wǎng)或其他微電網(wǎng)的幫助,僅通過啟動(dòng)微電網(wǎng)內(nèi)部具有黑啟動(dòng)能力的微電源,進(jìn)而帶動(dòng)微電網(wǎng)內(nèi)無黑啟動(dòng)能力的微電源,逐步擴(kuò)大系統(tǒng)的恢復(fù)范圍,最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)的重新啟動(dòng) 。第二十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4 控制裝置 由控制裝置構(gòu)成控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電控制、儲(chǔ)能控制、并離網(wǎng)切換控制、微電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、微電網(wǎng)能量管理等。第二十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于
11、2022年6月3、微電網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 微電網(wǎng)三層控制方案結(jié)構(gòu)第二十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月圖為許繼集團(tuán)有限公司采用的微電網(wǎng)三層控制方案結(jié)構(gòu),最上層稱為配電網(wǎng)調(diào)度層,從配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微電網(wǎng),同時(shí)接受上級(jí)配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令。第二十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月中間層稱為集中控制層,對(duì)DG發(fā)電功率和負(fù)荷需求進(jìn)行預(yù)測(cè),制訂運(yùn)行計(jì)劃,根據(jù)采集電流、電壓、功率等信息,對(duì)運(yùn)行計(jì)劃實(shí)時(shí)調(diào)整,控制各DG、負(fù)荷和儲(chǔ)能裝置的啟停,保證微電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定。在微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),優(yōu)化微電網(wǎng)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)間;在微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí),調(diào)節(jié)分布式電源
12、出力和各類負(fù)荷的用電情況,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運(yùn)行。下層稱為就地控制層,負(fù)責(zé)執(zhí)行微電網(wǎng)各DG調(diào)節(jié)、儲(chǔ)能及充放電控制和各種負(fù)荷控制。第二十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1 配電網(wǎng)調(diào)度層 配電網(wǎng)調(diào)度層為微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng),從配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度協(xié)調(diào)調(diào)度微電網(wǎng),微電網(wǎng)接受上級(jí)配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制命令,其具體實(shí)現(xiàn)的功能為以下幾個(gè)方面。第二十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月使微電網(wǎng)對(duì)于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一可控、可靈活調(diào)度的單元,既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可在大電網(wǎng)故障或需要時(shí)與大電網(wǎng)斷開運(yùn)行。在特殊情況下(如發(fā)生地震、暴風(fēng)雪、洪水等意外災(zāi)害情況)下,可使微電網(wǎng)作為配電網(wǎng)的備
13、用電源向大電網(wǎng)提供有效支撐,加速大電網(wǎng)的故障恢復(fù)。在大電網(wǎng)用電緊張時(shí),可使微電網(wǎng)利用自身的儲(chǔ)能進(jìn)行削峰填谷,從而避免配電網(wǎng)大范圍的拉閘限電,減少大電網(wǎng)的備用容量。正常運(yùn)行時(shí)可使微電網(wǎng)參與大電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度,提高整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。(1) 配電網(wǎng)調(diào)度層第二十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2 集中控制層 集中控制層為微電網(wǎng)的控制中心(Micro-Grid Control Center,MGCC)是整個(gè)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心部分,集中管理DG、儲(chǔ)能裝置和各類負(fù)荷,完成整個(gè)微電網(wǎng)的監(jiān)視和控制。根據(jù)整個(gè)微電網(wǎng)的運(yùn)行情況,實(shí)時(shí)優(yōu)化控制策略,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)、停運(yùn)的平滑過渡; 第三十張,PP
14、T共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 在微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行,在離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)分布式發(fā)電出力和各類負(fù)荷的用電情況,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)安全運(yùn)行,其功能具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:使微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度,優(yōu)化協(xié)調(diào)各DG和儲(chǔ)能裝置,實(shí)現(xiàn)削峰填谷以平滑負(fù)荷曲線。在并網(wǎng)過渡中能協(xié)調(diào)就地控制器,快速完成轉(zhuǎn)換。離網(wǎng)時(shí)能協(xié)調(diào)各分布式發(fā)電、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷,保證微電網(wǎng)重要負(fù)荷的供電、維持微電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在微電網(wǎng)停運(yùn)時(shí),能啟用“黑啟動(dòng)”,使微電網(wǎng)快速恢復(fù)供電。(2) 集中控制層第三十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3 就地控制層 就地控制層由微電網(wǎng)的就地保護(hù)設(shè)備和就地控制器組
15、成,微電網(wǎng)就地控制能完成分布式發(fā)電對(duì)頻率和電壓的一次調(diào)節(jié),就地保護(hù)則能完成微電網(wǎng)的故障快速保護(hù),通過就地控制和保護(hù)的配合實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)故障的快速“自愈”。DG接受MGCC的調(diào)度控制,并根據(jù)調(diào)度指令調(diào)整其有功和無功出力。 第三十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月其功能具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:離網(wǎng)主電源就地控制器能實(shí)現(xiàn)U/F控制和P/Q控制的自動(dòng)切換。負(fù)荷控制器能根據(jù)系統(tǒng)的頻率和電壓,切除不重要的負(fù)荷,保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。就地控制層和集中控制層能采取弱通信方式進(jìn)行聯(lián)系。就地控制層能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的暫態(tài)控制,微電網(wǎng)集中控制則能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)控制和分析。第三十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于
16、2022年6月2.2 微電網(wǎng)的元件第三十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)的元件電力電子裝置儲(chǔ)能元件微型電源開關(guān)通信設(shè)施第三十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 微電網(wǎng)中的開關(guān)分為用于隔離微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的靜態(tài)開關(guān)和用于切除線路或微電源的斷路器。微電網(wǎng)的開關(guān)靜態(tài)開關(guān),又叫固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān),在故障或擾動(dòng)時(shí),有能力自動(dòng)地把微電網(wǎng)隔離出來,故障清除后,再自動(dòng)地重新與主網(wǎng)連上。靜態(tài)開關(guān) 第三十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1、靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)安裝在用戶低壓母線上,其規(guī)劃設(shè)計(jì)非常重要,應(yīng)確保有能力可靠運(yùn)行和具有預(yù)測(cè)性,有能力測(cè)量靜態(tài)開關(guān)兩側(cè)的電壓和頻率以及通
17、過開關(guān)的電流。通過測(cè)量,靜態(tài)開關(guān)可以檢測(cè)到電能質(zhì)量問題,以及內(nèi)部和外部的故障。而當(dāng)同步性標(biāo)準(zhǔn)可以接受時(shí),使微電網(wǎng)和主電網(wǎng)重新連上。靜態(tài)開關(guān)也被納入各種智能控制水平,其連續(xù)監(jiān)控耦合點(diǎn)的狀態(tài)。第三十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2、微型電源指安裝在微電網(wǎng)中的各分布式電源,包括微型燃?xì)鈾C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、燃料電池,以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池等可再生能源。第三十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3、常用儲(chǔ)備設(shè)備包括蓄電池、超級(jí)電容器、飛輪儲(chǔ)能等。儲(chǔ)能設(shè)備的主要作用在于,在微型電源所發(fā)功率大于負(fù)荷總需求時(shí),將多余的能量存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中,反之,將存儲(chǔ)在設(shè)備中的能量以恰當(dāng)?shù)姆绞结尫?/p>
18、出來及時(shí)供電以維護(hù)系統(tǒng)供需平衡;當(dāng)微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí),儲(chǔ)能設(shè)備是微電網(wǎng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵元件,它起到一次調(diào)頻的作用。儲(chǔ)能設(shè)備的響應(yīng)特性以及由微型電源及儲(chǔ)能設(shè)備組成的微電網(wǎng)的外響應(yīng)特性值得深入研究。第三十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4、電力電子器件主要包括整流器、逆變器、濾波器以及斬波器等。整流器是一個(gè)整流裝置,簡(jiǎn)單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個(gè)主要功能:第一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經(jīng)濾波后供給負(fù)載,或者供給逆變器;第二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用。 第四十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月逆變器
19、逆變器是一種DC to AC的變換器,它其實(shí)與整流器是一種電壓逆變的過程。整流器是將電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出,而逆變器是將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電;兩個(gè)部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)。 它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱,錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等。 第四十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月濾波器電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除,得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào),或消
20、除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。 濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。主要作用是:讓有用信號(hào)盡可能無衰減的通過,對(duì)無用信號(hào)盡可能大的衰減。 濾波器一般有兩個(gè)端口,一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)第四十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月斬波器直流斬波器又稱為截波器,它是將電壓值固定的直流電,轉(zhuǎn)換為電壓值可變的直流電源裝置,是一種直流對(duì)直流的轉(zhuǎn)換器已被廣泛使用,如直流電機(jī)的速度控制、交換式電源供應(yīng)器(Switching-Power-Supply)等。第四十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2.3 微型電源技術(shù)一、 太陽(yáng)能發(fā)電 太陽(yáng)能成熟的發(fā)電形式目前有兩種,光熱發(fā)電和光伏發(fā)電; (
21、一) 太陽(yáng)能光熱發(fā)電 太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)是通過聚光裝置利用太陽(yáng)光加熱工質(zhì)(工作介質(zhì))至沸點(diǎn),使其由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)蒸汽,推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。 按著聚光方式的不同,太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)一般分為塔式、槽式和碟式三種; 第四十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月目前只有槽式線聚光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,其他兩種處在示范階段,有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的可能和前景。美國(guó)和以色列聯(lián)合組成的路茲太陽(yáng)能熱發(fā)電國(guó)際有限公司,自1980年開始進(jìn)行太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)研究,主要開發(fā)槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入商品化階段。第四十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月我國(guó)在光熱發(fā)電領(lǐng)域起步晚,受經(jīng)費(fèi)和技術(shù)條件的限制,沒有
22、給予足夠的重視,開展的工作比較少,到目前還沒有成功的太陽(yáng)能光熱發(fā)電示范,關(guān)鍵部件研發(fā)上幾乎是空白。主要由一些高校和科研院所開展了一些基礎(chǔ)性研究,離大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)營(yíng)還有較大差距。 第四十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(二) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 1、太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理 “光伏”來源于“光生伏打效應(yīng)”(簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”),指的是光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料很多,如單晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同。太陽(yáng)光照射太陽(yáng)能電池,太陽(yáng)光的光子在電池里激發(fā)出電子空穴對(duì),電子和空穴分別向電池的兩端移動(dòng),如果外部
23、構(gòu)成通路,就形成電流。第四十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月陽(yáng)能電池單元是光伏發(fā)電最小的單元;將電氣性能相近的多個(gè)太陽(yáng)能電池單元進(jìn)行串并聯(lián)并進(jìn)行封裝組成太陽(yáng)能電池組件;在大規(guī)模光伏發(fā)電應(yīng)用中,一般將多個(gè)太陽(yáng)能電池組件按照電氣性能串并聯(lián)構(gòu)成太陽(yáng)能電池陣列。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電是繼風(fēng)力發(fā)電之后又一個(gè)被世界普遍接受和看好的能源利用形式之一。近年來由于技術(shù)的不斷進(jìn)步,成本的逐漸降低,世界上很多國(guó)家都制定了相關(guān)的激勵(lì)政策,大大推動(dòng)了光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。第四十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月我國(guó)在光伏發(fā)電領(lǐng)域起步并不晚,并且到目前為止,中國(guó)已經(jīng)在太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)能力上走在世
24、界的前列,很多科研院所也逐步開展了相關(guān)技術(shù)的研究,有力地推動(dòng)了我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能電池輸出的直流電能通過功率變換裝置給負(fù)載供電(交流或直流)或者向電網(wǎng)輸出功率。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩種。 第四十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖4-1 所示.太陽(yáng)能電池發(fā)出的直流電能可以直接為直流負(fù)載供電,也可以通過逆變器(實(shí)現(xiàn)直流到交流的變換)為交流負(fù)載供電。為了為負(fù)載持續(xù)供電,系統(tǒng)必須配備儲(chǔ)能裝置,目前多為蓄電池。整個(gè)系統(tǒng)的的運(yùn)行控制、保護(hù)由控制器完成。 第五十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于20
25、22年6月第五十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2)并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是指與電網(wǎng)相連的光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)其是否含有儲(chǔ)能裝置可以分為兩類:含有儲(chǔ)能裝置的又稱“可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”;不含儲(chǔ)能裝置的又稱“不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”。兩者的系統(tǒng)配置示意圖見圖4-2 所示??烧{(diào)度式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)設(shè)置有儲(chǔ)能裝置,有益于電網(wǎng)調(diào)峰。 第五十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第五十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、 風(fēng)力發(fā)電 (一) 風(fēng)力發(fā)電原理 風(fēng)力發(fā)電的過程是一個(gè)能量變換的過程:風(fēng)的動(dòng)能先被風(fēng)力機(jī)的槳葉捕獲并轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,再經(jīng)過一個(gè)含
26、齒輪箱(增速)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī);發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換;由于風(fēng)速是變化的,發(fā)電機(jī)直接出來的電能在幅值和頻率上都與電網(wǎng)不同,不能夠直接被用戶使用,需要一個(gè)功率變換裝置;功率變換裝置一方面實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的接口,另一方面可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制。目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品多為 690V,需要一個(gè)變壓器升壓到電網(wǎng)電壓(一般 35kV 以上)。風(fēng)力發(fā)電原理見圖 4-3。 第五十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第五十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月END第五十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)的分類第五十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年
27、6月微電網(wǎng)按照不同的分類方法可以分為以下幾類(1)按功能需求分類,微電網(wǎng)可分為簡(jiǎn)單微電網(wǎng)、多種類設(shè)備微電網(wǎng)和公用微電網(wǎng)。簡(jiǎn)單微電網(wǎng) 僅含有一類分布式發(fā)電,其功能和設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單,如僅為了實(shí)現(xiàn)冷、熱、電聯(lián)供或保障關(guān)鍵負(fù)荷的供電。第五十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月多種類設(shè)備微電網(wǎng)含有不只一類分布式發(fā)電,由多個(gè)不同種類的簡(jiǎn)單微電網(wǎng)組成或由多種性質(zhì)互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行的分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成。相對(duì)于簡(jiǎn)單微電網(wǎng),多種類設(shè)備微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行則更加復(fù)雜,該類微電網(wǎng)中應(yīng)劃分一定數(shù)量的可切換負(fù)荷,以便在緊急情況下離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)維持微電網(wǎng)的功率平衡。第五十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月公用
28、微電網(wǎng)在公用微電網(wǎng)中,凡是滿足一定技術(shù)條件的分布式發(fā)電和微電網(wǎng)都可以接入,它根據(jù)用戶對(duì)可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷分級(jí),緊急情況下首先保證高優(yōu)先級(jí)負(fù)荷的的供電。第六十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)按功能需求的分類很好地解決了微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的歸屬問題:簡(jiǎn)單微電網(wǎng)可以由用戶所有并管理;公用微電網(wǎng)則可由供電公司運(yùn)營(yíng);多種類設(shè)備微電網(wǎng)既可屬于供電公司,也可屬于用戶。第六十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)按用電規(guī)模分類 按用電規(guī)模劃分,微電網(wǎng)可分為簡(jiǎn)單微電網(wǎng)、企業(yè)微電網(wǎng)、饋線區(qū)域微電網(wǎng)、變電站區(qū)域微電網(wǎng)和獨(dú)立微電網(wǎng)。 第六十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6
29、月第六十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月簡(jiǎn)單微電網(wǎng)用電規(guī)模小于2MW,由多種負(fù)荷構(gòu)成的、規(guī)模比較小的獨(dú)立性設(shè)施、機(jī)構(gòu)如醫(yī)院、學(xué)校等。企業(yè)微電網(wǎng)用電規(guī)模在25MW之間,由規(guī)模不同的冷、熱、電聯(lián)供設(shè)施加上部分大的商業(yè)和工業(yè)負(fù)荷組成。第六十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月饋線區(qū)域微電網(wǎng)用電規(guī)模在520MW之間,由規(guī)模不同的冷、熱、電聯(lián)供設(shè)施加上部分大的商業(yè)和工業(yè)負(fù)荷組成。變電站區(qū)域微電網(wǎng)用電規(guī)模大于20MW,一般由常規(guī)的冷、熱、電聯(lián)供設(shè)施加上附近全部負(fù)荷(即居民、商業(yè)和工業(yè)負(fù)荷)組成。以上四種微電網(wǎng)的主網(wǎng)系統(tǒng)為常規(guī)電網(wǎng),所以又可稱為并網(wǎng)型微電網(wǎng)。第六十五張,PPT共一
30、百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月獨(dú)立微電網(wǎng)獨(dú)立微電網(wǎng)主要是指邊遠(yuǎn)山區(qū),包括海島、山區(qū)、農(nóng)村等常規(guī)電網(wǎng)輻射不到的地區(qū),主網(wǎng)配電系統(tǒng)采用柴油發(fā)電機(jī)或其他小機(jī)組發(fā)電構(gòu)成主網(wǎng)供電,滿足地區(qū)的用電需求。第六十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)按交直流類型分類按交直流類型來劃分,微電網(wǎng)分為直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)和交直流混合微電網(wǎng)。第六十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)圖(2)直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖直流微電網(wǎng)一、直流微電網(wǎng)是指采用直流母線構(gòu)成的微電網(wǎng) 第六十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 直流微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖(2)所示,其特征是系統(tǒng)中的DG、儲(chǔ)能裝
31、置、負(fù)荷等均通過電力電子變換裝置連接至直流母線,直流網(wǎng)絡(luò)再通過逆變裝置連接至外部交流電網(wǎng)。直流微電網(wǎng)通過電力電子變換裝置可以向不同電壓等級(jí)的交流、直流負(fù)荷提供電能,DG和負(fù)荷的波動(dòng)可由儲(chǔ)能裝置在直流側(cè)補(bǔ)償。直流微電網(wǎng)第六十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月Add Your TitleAdd Your TitleAdd Your Title由于DG的控制只取決于直流電壓,直流微電網(wǎng)的DG較易協(xié)同運(yùn)行。DG和負(fù)荷的波動(dòng)由儲(chǔ)能裝置在直流側(cè)補(bǔ)償。相比于交流微電網(wǎng),直流微電網(wǎng)由于各 DG與直流母線之間僅存在一級(jí)電壓變換裝置,降低了系統(tǒng)建設(shè)成本,在控制上更易實(shí)現(xiàn);同時(shí),由于無需考慮各DG之間
32、的同步問題,在環(huán)流抑制上更具優(yōu)勢(shì)。直流微電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn):第七十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 常用用電負(fù)荷交流負(fù)荷,需要通過逆變裝置給交流用電負(fù)荷供電。直流微電網(wǎng)的缺點(diǎn):第七十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、交流微電網(wǎng)交流微電網(wǎng)是指采用交流母線構(gòu)成的微電網(wǎng),交流母線通過公共連接點(diǎn)(PCC)斷路器控制,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行。第七十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)交流微電網(wǎng)模式切換模式切換圖(3)交流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖模式切換模式切換模式切換模式切換模式切換第七十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 目前,交流微電網(wǎng)仍然是微
33、電網(wǎng)的主要形式,其典型結(jié)構(gòu)如圖(2)所示。在交流微電網(wǎng)中,DG、儲(chǔ)能裝置等均通過電力電子裝置連接至交流母線,通過對(duì)公共連接點(diǎn)(PCC)端口處開關(guān)的控制,可實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行與孤島運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換。交流微電網(wǎng)第七十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月交流微電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn): 采用交流母線與電網(wǎng)相連,符合交流用電情況,交流用電負(fù)荷不需專門的逆變裝置。 缺點(diǎn):微電網(wǎng)控制運(yùn)行較難。第七十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月三、交直流混合微電網(wǎng)交直流混合微電網(wǎng)是指采用交流母線和直流母線共同構(gòu)成的微電網(wǎng)。 第七十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)圖(4)交直流混合微電網(wǎng)
34、結(jié)構(gòu)圖交直流混合微電網(wǎng)第七十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 交直流混合微電網(wǎng) 交直流混合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖(4)所示。微電網(wǎng)中既含有交流母線又含有直流母線,既可以直接向交流負(fù)荷供電又可以直接向直流負(fù)荷供電,因此可稱為交直流混合微電網(wǎng)。但從整體結(jié)構(gòu)分析,實(shí)際上仍可看做是交流微電網(wǎng),直流微電網(wǎng)可看做是一個(gè)獨(dú)特的電源通過電力電子逆變器接入交流母線。第七十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月四、按結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程序來分可分為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)所謂簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)微電網(wǎng),是指系統(tǒng)中DG的類型和數(shù)量較少、控制和運(yùn)行比較簡(jiǎn)單的微電網(wǎng)。 第七十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于20
35、22年6月所謂復(fù)雜結(jié)構(gòu)微電網(wǎng),是指系統(tǒng)中DG類型多、DG接入系統(tǒng)的形式多樣、運(yùn)行和控制相對(duì)復(fù)雜的微電網(wǎng)。 德國(guó)DeMotec微電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 第八十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月在復(fù)雜結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)中含有多種不同電氣特性的DG,具有結(jié)構(gòu)上的靈活多樣性。但對(duì)控制提出了相對(duì)較高的要求,需要保證微電網(wǎng)在不同運(yùn)行模式下安全、穩(wěn)定運(yùn)行。第八十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)微電網(wǎng)的控制模式主從控制模式對(duì)等控制模式分層控制模式第八十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)所謂主從控制模式,是指在微電網(wǎng)處于孤島運(yùn)行模式時(shí),其中一個(gè)DG(或儲(chǔ)能裝置)采取定電壓和定頻率
36、控制(簡(jiǎn)稱V/ f控制),用于向微電網(wǎng)中的其他DG提供電壓和頻率參考,而其他 DG則可采用定功率控制(簡(jiǎn)稱PQ控制),如圖(5)所示。采用V / f控制的DG(或儲(chǔ)能裝置)控制器稱為主控制器,而其他DG的控制器則稱為從控制器,各從控制器將根據(jù)主控制器來決定自己的運(yùn)行方式。主從控制模式第八十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)圖(5)主從控制微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主從控制模式第八十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)主從控制模式 適于采用主控制器控制的DG需要滿足一定的條件。在微電網(wǎng)處于孤島運(yùn)行模式時(shí),作為從控制單元的DG一般為 PQ 控制,負(fù)荷變化主要由作為主控制單元的
37、DG來跟隨,因此要求其功率輸出應(yīng)能夠在一定范圍內(nèi)可控,且能夠足夠快地跟隨負(fù)荷的波動(dòng)。在采用主從控制的微電網(wǎng)中,當(dāng)微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí),所有DG一般都采用 PQ控制,而一旦轉(zhuǎn)入孤島模式,則需要作為主控制單元的 DG快速由 PQ控制模式轉(zhuǎn)換為V/ f控制模式,這就要求主控制器能夠滿足在兩種控制模式間快速切換的要求。第八十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)所謂對(duì)等控制模式,是指微電網(wǎng)中所有 DG在控制上都具有同等的地位,各控制器間不存在主、從的關(guān)系,每個(gè)DG都根據(jù)接入系統(tǒng)點(diǎn)電壓和頻率的就地信息進(jìn)行控制。對(duì)等控制模式 對(duì)于這種控制模式,DG控制器的策略選擇十分關(guān)鍵,一種目前備受
38、關(guān)注的方法就是 Droop 控制方法。第八十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)圖(6)對(duì)等控制的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)等控制模式第八十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 分層控制,是指將管理組織分為不同的層級(jí),各個(gè)層級(jí)在服從整體目標(biāo)的基礎(chǔ)上,相對(duì)獨(dú)立地開展控制活動(dòng)。 電力系統(tǒng)分層控制 ,根據(jù)電力系統(tǒng)管理體制、組織、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電壓等級(jí),各級(jí)調(diào)度按職責(zé)和任務(wù)及其管轄范圍,對(duì)電網(wǎng)的有功-頻率、無功-電壓、線路潮流進(jìn)行的控制和管理 。分層控制第八十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)微電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)大電網(wǎng)應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)接入的關(guān)鍵問題大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用
39、的機(jī)理含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運(yùn)行策略含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護(hù)構(gòu)建策略微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式第八十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 微電網(wǎng)接入大電網(wǎng)后,將對(duì)大電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、保護(hù)等方面帶來深刻影響。開展微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用的研究,對(duì)揭示二者相互影響的作用規(guī)律,進(jìn)而提出微電網(wǎng)與大電網(wǎng)在規(guī)劃、運(yùn)行、保護(hù)等方面的改進(jìn)措施具有重要意義,能夠?yàn)樾滦碗娋W(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的技術(shù)升級(jí)和改造提供有力的理論依據(jù)。大電網(wǎng)應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)接入的關(guān)鍵問題第九十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行中,微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)所表現(xiàn)的電氣特性較復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)在這二者作用機(jī)理方面的研究基
40、本處于起步階段,擬研究的主要課題包括:微電網(wǎng)穩(wěn)、暫態(tài)運(yùn)行特性的理論分析及建模方法的研究;微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的電壓、功角和頻率穩(wěn)定運(yùn)行的作用機(jī)理和對(duì)應(yīng)措施的研究;微電網(wǎng)與大電網(wǎng)控制系統(tǒng)及故障過程相互作用機(jī)理的研究和微電網(wǎng)所引起的大電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用機(jī)理研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本質(zhì),發(fā)展相關(guān)的理論和方法,為含微電網(wǎng)大電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制奠定理論基礎(chǔ)。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機(jī)理第九十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運(yùn)行策略對(duì)包含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運(yùn)行策略進(jìn)行研究,需要從以下 6 個(gè)方面展開:含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法;含
41、微電網(wǎng)的大電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)與規(guī)范;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)電能質(zhì)量問題;微電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)與規(guī)范;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)安全緊急控制策略。第九十二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護(hù)構(gòu)建策略 根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨的理論和技術(shù)問題,進(jìn)而開展的課題研究主要集中在不同類型微電網(wǎng)短路電流的特性研究與仿真計(jì)算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建及整定計(jì)算原則的研究,以及大電網(wǎng)保護(hù)與微電網(wǎng)保護(hù)的協(xié)調(diào)配合機(jī)制的研究等關(guān)鍵基礎(chǔ)性問題方面。第九十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)接入微電網(wǎng)后,電力市場(chǎng)中的交易模式、競(jìng)價(jià)機(jī)制等都
42、將發(fā)生變化,形成一種新的格局:一方面,DG作為微電網(wǎng)的重要組成部分,將使電力公司與用戶之間形成一種新型關(guān)系,用戶可以從電力公司買電,也可以在自發(fā)自用的基礎(chǔ)上,將自己擁有的 DG的剩余電能賣給電力公司或?yàn)殡娏居袃斕峁┫鞣濉⒕o急功率支持等服務(wù);另一方面,微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)參與大電網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng),必將對(duì)原有的電力市場(chǎng)交易模式產(chǎn)生影響。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的電能交易模式第九十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 微電網(wǎng)接入大電網(wǎng)后,將對(duì)大電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行、保護(hù)等方面帶來深刻影響。開展微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用的研究,對(duì)揭示二者相互影響的作用規(guī)律,進(jìn)而提出微電網(wǎng)與大電網(wǎng)在規(guī)劃、運(yùn)行、保護(hù)等方面的改進(jìn)措
43、施具有重要意義,能夠?yàn)樾滦碗娋W(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的技術(shù)升級(jí)和改造提供有力的理論依據(jù)。大電網(wǎng)應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)接入的關(guān)鍵問題第九十五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng) 在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行中,微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)所表現(xiàn)的電氣特性較復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)在這二者作用機(jī)理方面的研究基本處于起步階段,擬研究的主要課題包括:微電網(wǎng)穩(wěn)、暫態(tài)運(yùn)行特性的理論分析及建模方法的研究;微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的電壓、功角和頻率穩(wěn)定運(yùn)行的作用機(jī)理和對(duì)應(yīng)措施的研究;微電網(wǎng)與大電網(wǎng)控制系統(tǒng)及故障過程相互作用機(jī)理的研究和微電網(wǎng)所引起的大電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)相互作用機(jī)理研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本質(zhì),發(fā)展相關(guān)的理論和方法
44、,為含微電網(wǎng)大電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制奠定理論基礎(chǔ)。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)相互作用的機(jī)理第九十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運(yùn)行策略對(duì)包含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)運(yùn)行策略進(jìn)行研究,需要從以下 6 個(gè)方面展開:含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)與規(guī)范;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)電能質(zhì)量問題;微電網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)與規(guī)范;含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)安全緊急控制策略。第九十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)含微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護(hù)構(gòu)建策略 根據(jù)含有微電網(wǎng)的大電網(wǎng)保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨的理論和技術(shù)問題,進(jìn)而開展的課題研究主要集中在不同類型
45、微電網(wǎng)短路電流的特性研究與仿真計(jì)算模型的建立、新型大電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建及整定計(jì)算原則的研究,以及大電網(wǎng)保護(hù)與微電網(wǎng)保護(hù)的協(xié)調(diào)配合機(jī)制的研究等關(guān)鍵基礎(chǔ)性問題方面。第九十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)接入微電網(wǎng)后,電力市場(chǎng)中的交易模式、競(jìng)價(jià)機(jī)制等都將發(fā)生變化,形成一種新的格局:一方面,DG作為微電網(wǎng)的重要組成部分,將使電力公司與用戶之間形成一種新型關(guān)系,用戶可以從電力公司買電,也可以在自發(fā)自用的基礎(chǔ)上,將自己擁有的 DG的剩余電能賣給電力公司或?yàn)殡娏居袃斕峁┫鞣?、緊急功率支持等服務(wù);另一方面,微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)參與大電網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng),必將對(duì)原有的電力市場(chǎng)交易模式產(chǎn)生影響。微電網(wǎng)與
46、大電網(wǎng)的電能交易模式第九十九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS) 微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負(fù)荷的集合,而通常負(fù)荷不僅包括了電負(fù)荷,還包括熱和冷負(fù)荷,即熱電聯(lián)供和熱電冷三聯(lián)供。因此,微電網(wǎng)不僅要發(fā)電,而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。能量管理系統(tǒng)(Energy Management System,EMS)的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱(冷)。該決策的依據(jù)為當(dāng)?shù)卦O(shè)備對(duì)熱量的需求、氣候的情況、電價(jià)、燃料成本等。 第一百?gòu)垼琍PT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS) 能量管理系統(tǒng)的調(diào)度控制功能:能量管理系統(tǒng)是為
47、整個(gè)微電網(wǎng)服務(wù)的,即為系統(tǒng)級(jí)的,由此首要任務(wù)是將設(shè)備控制和系統(tǒng)控制加以明確區(qū)分,使各自的作用和功能簡(jiǎn)單明了。微型汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、頻率、機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)(微電源)的功率因數(shù)等應(yīng)由微電源來控制,他們依據(jù)就地信號(hào)。CERTS的模型中,EMS只調(diào)度系統(tǒng)的潮流和電壓。潮流調(diào)度時(shí)需考慮燃料成本、發(fā)電成本、電價(jià)、氣候條件等。EMS僅控制微電網(wǎng)內(nèi)某些關(guān)鍵母線的電壓幅值,并由多個(gè)微電源的控制器配合完成,與配電網(wǎng)相聯(lián)的母線電壓應(yīng)由所聯(lián)上級(jí)配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)來控制。第一百零一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS) 除了上述基本功能外,EMS還具有其他一些功能,如當(dāng)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)
48、解列后微電網(wǎng)應(yīng)配備快速切負(fù)荷的功能,以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負(fù)荷平衡;由于微電源同時(shí)供給電、熱等負(fù)荷,調(diào)度時(shí)應(yīng)同時(shí)兼顧,一般情況下往往采取“以熱定電”的原則,即滿足用戶對(duì)熱負(fù)荷需求的條件下再進(jìn)行電量的調(diào)度;微電網(wǎng)中應(yīng)配備一些儲(chǔ)能設(shè)備,如蓄電池、超級(jí)電容、飛輪等。此外,由于微電網(wǎng)本身位于用戶側(cè),這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)、學(xué)校、工廠等,它們本來就有供熱、通風(fēng)、空調(diào)等過程控制系統(tǒng),未來的EMS有可能成為這些系統(tǒng)以及當(dāng)?shù)匕l(fā)電、儲(chǔ)能等的總調(diào)度系統(tǒng)。 第一百零二張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)中國(guó)發(fā)展微電網(wǎng)的意義(1)微電網(wǎng)可以提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性,有利于電力系統(tǒng)抗災(zāi)能力建設(shè)。(2
49、)微電網(wǎng)可以促進(jìn)可再生能源分布式發(fā)電的并網(wǎng),有利于可再生能源在我國(guó)的發(fā)展。(3)微電網(wǎng)可以提高供電可靠性和電能質(zhì)量,有利于提高電網(wǎng)企業(yè)的服務(wù)水平。(4)微電網(wǎng)能夠有效減少對(duì)集中式大型發(fā)電廠電力生產(chǎn)的依賴以及遠(yuǎn)距離電能傳輸、多級(jí)變送的損耗,降低網(wǎng)損。(5)微電網(wǎng)能夠有效地解決我國(guó)西部地區(qū)目前常規(guī)供電所面臨的輸電距離遠(yuǎn)、功率小、線損大、建設(shè)變電站費(fèi)用昂貴的問題,為我國(guó)邊遠(yuǎn)及常規(guī)電網(wǎng)難以覆蓋的地區(qū)的電力供應(yīng)提供有力支持,有利于社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。第一百零三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成設(shè)備 (1)分布式發(fā)電接入微電網(wǎng)綜合控制管理所用設(shè)備小型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第一百零四
50、張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月分布式發(fā)電接入微電網(wǎng)綜合控制管理所用設(shè)備只需在集中控制層中使用一臺(tái)集中控制器(該集中控制器直接嵌入控制屏中,無需獨(dú)立的監(jiān)控室),該集中控制器能完成數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、操作員監(jiān)控界面等功能,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地小、投資小等特點(diǎn)。 第一百零五張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月大中型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第一百零六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月對(duì)于大中型微電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),由于其管理設(shè)備較多、電壓等級(jí)較高,系統(tǒng)規(guī)模較大等特點(diǎn),集中控制層所需設(shè)備除交換機(jī)和集中控制器外,還應(yīng)包括能量管理系統(tǒng)前置機(jī)、微電網(wǎng)工作站、微電網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)
51、交互終端等設(shè)備,用來完成集數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用服務(wù)程序的運(yùn)行、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及監(jiān)控界面的顯示、微電網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互數(shù)據(jù)的上傳等,根據(jù)需要,這些服務(wù)器可以采用雙機(jī)以實(shí)現(xiàn)主備。該類型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)靈活、運(yùn)行安全、運(yùn)行效率高、功能配置強(qiáng)大等特點(diǎn)。第一百零七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 無論是小型還是大中型的微電網(wǎng),其所需要的設(shè)備及完成的功能如下:集中控制器 集中控制器是整個(gè)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的核心部分,完成整個(gè)微電網(wǎng)的監(jiān)視和控制(Supervisory Control and Data Acquisition:SCADA),以及微電網(wǎng)能量管理控制(微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng))等功能。集中控制器的外觀
52、第一百零八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月集中控制器主要完成的功能:一是微電網(wǎng)的綜合監(jiān)視、實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)即:對(duì)分布式電源發(fā)電情況進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析;對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析;對(duì)負(fù)荷進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析;對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)的綜合運(yùn)行情況監(jiān)視與統(tǒng)計(jì);對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量監(jiān)視二是對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的能量進(jìn)行管理,即:對(duì)分布式發(fā)電及負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè):如進(jìn)行光伏發(fā)電的預(yù)測(cè)、風(fēng)機(jī)發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等;對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行功率交換方面的控制;對(duì)調(diào)度交換的功率進(jìn)行緊急控制;對(duì)離網(wǎng)能量進(jìn)行平衡控制;對(duì)分布式電源出力進(jìn)行平滑控制;能進(jìn)行自動(dòng)電壓的無功控制;能對(duì)分布式電源發(fā)電互補(bǔ)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析;能對(duì)冷熱電聯(lián)供進(jìn)行
53、優(yōu)化控制;能對(duì)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)跟蹤并進(jìn)行消峰填谷。第一百零九張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制設(shè)備微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制設(shè)備(如MSD831/R1、MSD831/R2)可對(duì)公共連接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)自動(dòng)斷開連接斷路器、自動(dòng)并網(wǎng)等功能。該裝置用在公共連接線路和連接母線上,可同時(shí)管理兩個(gè)公共連接線路和母聯(lián),主要配置有孤島檢測(cè)、自動(dòng)同期并網(wǎng)、手動(dòng)同期并網(wǎng)、過流保護(hù)、電能質(zhì)量檢測(cè)等 。第一百一十張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)負(fù)荷控制設(shè)備微電網(wǎng)負(fù)荷控制設(shè)備(如:MSD832)具有低頻、低壓、過頻、過壓控制功能,主要用于低頻、低壓減載,過頻切機(jī),過頻或過壓解列。裝
54、置測(cè)量安裝處的母線電壓、頻率以及變化率。當(dāng)發(fā)生頻率、電壓事故時(shí),進(jìn)行相應(yīng)的頻率、電壓事故判斷及處理。適用于兩段母線并列或分列運(yùn)行的微電網(wǎng),也可用于單段母線的微電網(wǎng) 。第一百一十一張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月微電網(wǎng)前置終端設(shè)備微電網(wǎng)前置終端設(shè)備(如MCC803)其主要是用來完成各種設(shè)備的規(guī)約解析與數(shù)據(jù)接入,包括分布式電源接入(光伏逆變器、風(fēng)機(jī)逆變器、儲(chǔ)能雙向變換器等)、保護(hù)測(cè)量裝置、微電網(wǎng)并離網(wǎng)控制器等。其支持的規(guī)約類型包括IEC61850、IEC8705103/104、Modbus/Jbus 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約,并支持其他設(shè)備廠家的自定義協(xié)議 。第一百一十二張,PPT共一百三十一頁(yè),
55、創(chuàng)作于2022年6月微網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端設(shè)備微網(wǎng)/配網(wǎng)數(shù)據(jù)交互終端設(shè)備(如MCC802)主要是用來與微電網(wǎng)集中控制器進(jìn)行通訊,獲取處理后的采集數(shù)據(jù)與微電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并上送配網(wǎng)調(diào)度(也可將數(shù)據(jù)發(fā)送至其他應(yīng)用),并且接受配電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)的遙控、參數(shù)設(shè)置命令, 實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)間數(shù)據(jù)的上送與下傳。與配網(wǎng)調(diào)度間的規(guī)約支持IEC61850、IEC8705101/104、CDT 等 。第一百一十三張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月分布式發(fā)電:光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)的示意圖 第一百一十四張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)方框圖 第一百一十五張,PP
56、T共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月它是由一個(gè)光伏箱式變電站和若于光伏電池方陣、負(fù)荷和匯流箱所組成的,其中的光伏箱式變電站是在對(duì)常規(guī)箱變產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,集成光伏發(fā)電交直流系統(tǒng)、逆變裝置、低損耗變壓器及其它控制系統(tǒng)的新型產(chǎn)品,使交直流控制系統(tǒng)、逆變裝置、升壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等更有機(jī)的結(jié)合起來,達(dá)到配置形式簡(jiǎn)化、可靠性靈活性高、運(yùn)行檢修安全方便,同時(shí)具有環(huán)保節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn),完全滿足大型光伏電站接入電網(wǎng)的需求。第一百一十六張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月與光伏發(fā)電有關(guān)的設(shè)備主要有:1)光伏電池組件光伏電池組件可分為晶硅(單晶硅、多晶硅)、非晶硅及微晶硅薄膜等電池組件,其
57、功能主要是完成太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)換 。單晶硅電池組件 多晶硅電池組件 非晶硅電池組件第一百一十七張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2)光伏防雷匯流箱 光伏匯流箱是根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍,把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件的組串排列后接入光伏防雷匯流箱進(jìn)行匯流,方便了后級(jí)逆變器的接入。另外,由于光伏防雷匯流箱通常光伏專用防雷器和高性能自動(dòng)微型斷路器,可以為下級(jí)設(shè)備提供必要的的隔離保護(hù)功能 。第一百一十八張,PPT共一百三十一頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3)光伏控制器光伏控制器的主要作用是控制多路太陽(yáng)能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給太陽(yáng)能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。光伏控制器采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器,是一個(gè)微機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。既可快速
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