分布式电源与微网课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《分布式电源与微网课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分布式 电源 课件
- 资源描述:
-
1、刘志超分布式电源分布式电源(Distributed Generation)微网微网(Micro Grid)智能电网智能电网(Smart Grid)“3G3G”面临的机遇与挑战面临的机遇与挑战.分布式发电系统(分布式发电系统(DGDG):利用各种分散存在的能源进行发电的利用各种分散存在的能源进行发电的系统。如系统。如:n风能等可再生能源发电系统;风能等可再生能源发电系统;n天然气为燃料的冷天然气为燃料的冷/热热/电联供系统电联供系统(简称:(简称:CCHP CCHP)优点:优点:可利用丰富的清洁和可再生可利用丰富的清洁和可再生 能源。能源。缺点:缺点:一些可再生能源具有间歇性一些可再生能源具有间
2、歇性 和随机性。和随机性。分布式分布式能源能源(分布分布集中集中).n 20072007年年:全球利用风力、太阳能等可再生能源全球利用风力、太阳能等可再生能源发电的投资达到发电的投资达到710710亿美元(不包括大型水利发亿美元(不包括大型水利发电);电);(世界银行报告世界银行报告)n 20202020年年:美国太阳能光伏发电将占发电装机增量:美国太阳能光伏发电将占发电装机增量的的15%15%左右,累计安装量达到左右,累计安装量达到36003600万千瓦;欧盟万千瓦;欧盟国家可再生能源发电量将占总量的国家可再生能源发电量将占总量的30%30%;(美国能源部(美国能源部;德国乌帕塔尔气候环境与
3、能源研究院)德国乌帕塔尔气候环境与能源研究院)n 20202020年:年:我国风力发电我国风力发电30003000万千瓦,太阳能发电万千瓦,太阳能发电180180万千瓦,生物质能万千瓦,生物质能30003000万千瓦。万千瓦。(国家发改委)(国家发改委).大型电厂大型电厂升压变升压变配电变压器配电变压器枢纽变电站枢纽变电站配电变压器配电变压器常规电网常规电网配电变压器配电变压器工厂企业工厂企业内燃机居民居民光伏电池燃料电池商业建筑商业建筑商业建商业建筑筑内燃机飞轮储能燃气轮机燃气轮机负荷需求曲线负荷需求曲线DGDG输出功率输出功率常规电网补充功率差额常规电网补充功率差额.分布式电源并网技术分布
4、式电源并网技术.优点:优点:接入方便,运行简单接入方便,运行简单缺点:缺点:n系统故障退出运行系统故障退出运行 n间歇性影响周边用户间歇性影响周边用户n能源综合优化困难能源综合优化困难n对电网运行调度提出了挑战对电网运行调度提出了挑战 上述缺点将制约了上述缺点将制约了DGDG的发展的发展以分布式电源(以分布式电源(DG)为单元)为单元输电输电网络网络高压配网高压配网110KVGGGG中压配网中压配网35/10KV低压配网低压配网0.4KV负荷负荷负荷负荷DGDGDGDGDG.大型电厂大型电厂升压变升压变配电变压器配电变压器枢纽变电站枢纽变电站配电变压器配电变压器常规电网常规电网配电变压器配电变
5、压器工厂企业工厂企业内燃机居民居民光伏电池燃料电池商业建筑商业建筑商业建筑商业建筑内燃机燃料电池飞轮储能燃气轮机 分布式发电微网系统分布式发电微网系统燃气轮机相对于单DG接入方式,微网的优势:.微网结构特征.微网结构特征.逆变接口的DG电源与大型发电机组的区别 n 分布式电源与接入大电网的分布式电源与接入大电网的电源特性明显不同电源特性明显不同,后者为同步发电机,后者为同步发电机,具有自同步性,前者很多采用电力电子逆变装置上网,具有自同步性,前者很多采用电力电子逆变装置上网,不具自同步性。不具自同步性。储能单元影响。储能单元影响。n 逆变器前的电容在暂态时可以提供电能,其作用部分的相当于同步发
6、逆变器前的电容在暂态时可以提供电能,其作用部分的相当于同步发电机的转轴提供的旋转储能维持暂态能量平衡,能量要少很多电机的转轴提供的旋转储能维持暂态能量平衡,能量要少很多。n 采用逆变器接口的分布式电源输出电压电流的采用逆变器接口的分布式电源输出电压电流的频率频率是是由接口逆变器的由接口逆变器的控制策略决定控制策略决定,而其输出,而其输出电压电压幅值幅值由其直流侧电容电压幅值和接口逆由其直流侧电容电压幅值和接口逆变器的控制策略共同决定变器的控制策略共同决定。相对同步机而言,相对同步机而言,DGDG的控制问题需要重点研究逆变器的特性。的控制问题需要重点研究逆变器的特性。.DG的控制策略 主从与对等
7、主从与对等n主从控制:主从控制:上层控制器(MGCC)提供下层单元的参考电压值,有功无功设置点等。这样上层和下层之间就存在通信联系,但这些通信不需要实时性。下层从控制单元(slave)需要获得主控制单元(master)的电压的频率支持,需要频率检测装置。难点在于难点在于DG控制器之间需要通信和约定控制器之间需要通信和约定 n对等控制:对等控制:这是针对即插即用式微网提出的控制方式。对微网的每个设备以对等的和即插即用模式进行自动控制。即插即用微网中的每一个微型源是完全对等的关系(peer to peer),接入或去掉其中一个不会对微网中其它微型源产生影响。对等的概念确保没有如主控制器和中央存储单
8、元这样的组成设备对微网起关键作用。这意味着微网在丧失任何一个设备和电源的情况下都能继续运行。即插即用意味着在电力系统的任何地方都可以安装一个微网单元而不需要对控制部分重新设计;当微网为并网运行模式时,控制逆变器为受控电流源,即输出恒定的功率;而在孤岛运行模式时,控制逆变器为受控电压源,两种模式切换时进行两种控制策略的切换。难点在于状态切换时的稳定问题难点在于状态切换时的稳定问题 美国的研究重点在于美国的研究重点在于“即插即用即插即用”的的DG;而欧盟重点在于主从控制的;而欧盟重点在于主从控制的DG.DG的控制策略 PQ控制控制n控制目的是使控制目的是使DG输出的有功功率和无功功率输出的有功功率
9、和无功功率等于其参考功率等于其参考功率 n例如当系统频率为例如当系统频率为50Hz、DG的端口电压为额的端口电压为额定值时,定值时,DG运行在运行在B点,输出的有功功率和无点,输出的有功功率和无功功率分别为功功率分别为Pref、Qref;当系统的频率增;当系统的频率增加,且加,且DG的端口电压幅值增大,此时的端口电压幅值增大,此时DG运行运行点将由点将由B点向点向A点移动,输出的有功和无功依点移动,输出的有功和无功依然为然为Pref、Qref;当系统的频率减小,且;当系统的频率减小,且DG的端口电压幅值减小,的端口电压幅值减小,DG运行点将由运行点将由B点向点向C点移动,输出的有功和无功依然为
10、点移动,输出的有功和无功依然为Pref、Qref。控制方法需要系统中有维持电压和频率的控制方法需要系统中有维持电压和频率的DG或电网或电网.DG的控制策略 DROOP控制控制n控制目的是使控制目的是使DG输出的频率和输出有功、电输出的频率和输出有功、电压和输出无功成线性关系压和输出无功成线性关系 n例如当例如当DG输出有功和无功功率分别增加时,输出有功和无功功率分别增加时,DG的运行点由的运行点由A点向点向B点移动点移动 不需要不需要DG之间通信联系就能实施控制,便于实现对等控制策略之间通信联系就能实施控制,便于实现对等控制策略.DG的控制策略 V/F控制控制n控制目的是使控制目的是使DG输出
11、的电压和频率不变输出的电压和频率不变 n例如例如DG输出的有功功率从输出的有功功率从P1变化到变化到P3,无功,无功功率从功率从Q1变化到变化到Q3,其输出的频率始终为,其输出的频率始终为50Hz,电压幅值为额定值,电压幅值为额定值 作为主从控制模式中的主电源控制策略作为主从控制模式中的主电源控制策略.各种新能源适合的控制策略n燃机、燃料电池、储能:燃机、燃料电池、储能:输入功率可控,三种控制策略均可用输入功率可控,三种控制策略均可用 n光伏、风电:光伏、风电:若采用若采用Droop控制或控制或V/f控制,由于风力发电和光伏发电控制,由于风力发电和光伏发电其输出功率的大小受天气影响较大,发电具
12、有明显的间歇性,如果要求其输出功率的大小受天气影响较大,发电具有明显的间歇性,如果要求此类此类DG根据负荷需求调整发电量,则需要配备较大容量的储能装置。根据负荷需求调整发电量,则需要配备较大容量的储能装置。这会降低系统的经济性,所以该类这会降低系统的经济性,所以该类DG的控制目标应该是如何保证可再的控制目标应该是如何保证可再生能源的最大利用率,为此更适合采用生能源的最大利用率,为此更适合采用PQ控制策略,即控制策略,即DG能输出多少能输出多少功率就输出多少功率功率就输出多少功率 .微网控制模式n 主控单元主控单元VfVf控制,从控单元控制,从控单元PQPQ控制控制n 主控单元选择:主控单元选择
13、:n 储能装置为主控制器储能装置为主控制器n 分布式电源为主控制器分布式电源为主控制器n 分布式电源加储能装置为主控制器分布式电源加储能装置为主控制器.微网控制模式n 各各DGDG位置对等,可实现即插即用位置对等,可实现即插即用n 采用下垂控制,为有差控制采用下垂控制,为有差控制n 环流抑制问题环流抑制问题n 稳定性问题稳定性问题.微网控制模式.DG及储能典型控制方法.外环控制器.外环控制器.外环控制器.外环控制器AB00PP0ff1f1P0P.外环控制器.内环控制器.内环控制器.内环控制器.内环控制器.微网(微网(MGMG)结构示意)结构示意(能量交换,独立运行)风电风电光伏光伏储能储能冷热
14、电联供冷热电联供冷热电联供冷热电联供公共电网公共电网热、冷热、冷热、冷热、冷中央中央控制控制(Sorce:EPRI).n 多种能源输入多种能源输入 (光、风、氢、天然气等)光、风、氢、天然气等)n 多种产品输出多种产品输出 (电、冷、热)(电、冷、热)n 多种转换单元多种转换单元 (光(光/电、热电、热/电、风电、风/电;直流电;直流/交流)交流)n 多种运行状态多种运行状态 (并网,独立)(并网,独立)n 一些电源的间歇性和随机性一些电源的间歇性和随机性n 认识微网复杂动态行为是揭示相互作用机理的基础认识微网复杂动态行为是揭示相互作用机理的基础问题问题1 1:微网运行特性微网运行特性风电风电
15、光伏光伏储能储能冷热电联供冷热电联供冷热电联供冷热电联供微网边微网边界界热、冷热、冷热、冷热、冷中中央央控控制制微网复杂性微网复杂性:.实时能量实时能量功率控制功率控制用户负荷用户负荷间歇电源间歇电源当前信息当前信息当前信息当前信息预测预测预测预测输入输出输入输出功率控制功率控制分布式电分布式电源控制源控制负荷响应负荷响应控制控制配网层面配网层面DG层面层面负荷层面负荷层面问题问题3 3:微网保护与控制微网保护与控制.微网的继电保护孤岛保护n在并网联络线路因发生故障或其他原因断开时,分布式电源与配电系统之间将会失去联系,形成一个电气上的孤岛。n一般来说,与主系统分开以后,孤岛内的功率是不平衡的
16、。如果孤岛中的电源总容量远小于总负荷,那么孤岛不可能稳定运行,经过较短时间后孤岛崩溃。而如果孤岛中的电源总容量大于或等于本地负荷,就可能出现较长时间的孤岛运行。由于故障跳闸等原因造成的范围不确定的、偶然形成的孤岛运行,称为非计划孤岛运行.非计划性孤岛的隐患n电能质量下降。孤岛小系统内的功率不平衡,会引起频率、电电能质量下降。孤岛小系统内的功率不平衡,会引起频率、电压都发生变化,降低了供电安全和电能质量。压都发生变化,降低了供电安全和电能质量。n威胁公众及运行人员的安全。由于非计划孤岛的范围不确定性,威胁公众及运行人员的安全。由于非计划孤岛的范围不确定性,不能确定系统元件、线路是否带电,造成了对
展开阅读全文