国网系统首个100千瓦级风光储微电网实验平台正式投入运行

近日,国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心张北试验基地研究试验楼微电网系统顺利完成24h连续孤网运行和并网／孤网无缝切换试验,标志着国家电网公司系统首个100kW级风光储微电网实验平台正式投入运行。该微电网实验平台的建成投运标志着中国电科院对分布式新能源发电和微电网研究取得了阶段性成果,更为进一步推动分布式新能源发电的应用、提高微电网供电可靠性奠定了坚实的科研基础。     

“分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台”项目通过鉴定

2012年11月21日,中国电科院新能源研究所承担的"分布式新能源发电及微电网仿真与实验平台"顺利通过中国电机工程学会组织的项目技术鉴定。技术鉴定专家组对该平台的创新性、先进性、实用性做出了高度评价,一致认为该平台在分布式新能源发电及微电网组网结构、并网/孤网模式切换、能量管理和智能监控技术等方面取得了创新性研究和应用成果。项目总体技术     

交直流混合微电网组网和控制策略的研究与应用

深入研究适用于微电网的关键技术和能源管理,能够完成分布式能源的最大利用,实现微电网与大电网间能量交换的智能化、自动化和高效化。对交直流混合微电网的组网拓扑、并网/孤网运行及能量调度进行研究分析,提出了负荷控制策略、平抑新能源波动策略、孤岛运行策略、移峰填谷策略与并离网切换策略。本文的研究成果已成功应用于某公司自主建设的微电网示范工程,为分布式能源的并网研究提供了平台。     

分布式光伏发电运行控制技术研究

以并网型光伏发电系统运行控制技术为研究对象,对分布式光伏并网发电系统进行了研究,提出了一种分布式光伏发电运行控制技术,以光伏、储能和用电负荷形成微电网,可实现并网到离网,离网到并网的平滑过渡。     

微电源特性分析及其对微电网负荷电压的影响

建立了光伏发电系统、风力发电系统和微型燃气轮机发电系统(MTG)3种典型微电源的数学模型和仿真模型,基于MATLAB Simulink仿真平台分析比较了各单微电源构成的微电网的运行特性,得到了不同微电源的动态响应特点.进而对3种微电源组成的微电网的运行特性进行了仿真分析,仿真考虑了并网运行状态切换至孤网运行状态的过渡过程以及孤网时的负荷扰动.进一步的仿真分析表明,不同微电源的容量对微电网孤网电压水平具有不同的影响,其中MTG存在"最优容量",该容量对应的微电网并网切换至孤网时电压下降百分比最小.该结论是微电网规划阶段微电源容量配置的重要依据.     

风光储气微电网暂态稳定性仿真

在DIgSILENT仿真软件上搭建了包含风力发电、光伏发电、燃气发电机等微电源以及蓄电池储能系统的微电网仿真模型。研究了该风光储气微电网在并网启动过程、并网转孤网过程、孤网运行时光伏出力变化及负荷变化等暂态过程中的稳定性问题。其中包括并网转孤网的过程中,储能的控制方式从PQ转换为VF,实现微电网运行模式的转换;孤网运行时,储能迅速响应微电网内功率的波动,实现放电与充电模式的切换,保持微电网的稳定运行。     

山东电科院分布式发电及微电网实验室

正山东电科院分布式发电及微电网实验室作为山东电力分布式电源及微网技术科技创新、应用研究和技术服务的试验研究平台。主要开展微电网运行监控与诊断分析、分布式发电并网与接入控制、柔性直流输电及     

基于分层控制的微网无缝切换研究

由分布式发电(DG)单元结合本地负载、储能设备等组成的微电网整合了各分布式发电单元的优势,减弱了对大电网的影响。微电网能够在并网模式与孤岛模式下运行:并网时,系统处于电流源型工作式模输出给定功率;孤岛运行时,DG单元需维持微电网电压和频率稳定。针对微网平滑切换控制方法进行了研究,提出一种适用于分层控制结构的新型控制器,通过控制前后两种控制器在切换瞬间的输出实现平缓变换,可削弱切换暂态过程影响、确保模式切换的平滑性,使系统稳定性得以提高。最后,建立微网系统实验平台对文中所提策略的有效性和可靠性进行实验验证。     

基于逆变型分布式电源的微电网控制策略研究

针对微电网运行模式切换存在控制失败的问题,提出了一种基于恒功率控制分布式电源和储能补偿装置相结合的微电网形式。利用德国DIg SILENT软件,进行了所提微电网形式的模型搭建,仿真了此微电网模型并网运行、解列及孤岛运行的运行特性。仿真表明,采用此控制策略的微电网能够实现微电网由并网到孤网,由孤网到并网运行模式的平滑切换,验证了此控制策略的正确性和有效性。     

含分布式电源的多微电网并离网运行策略

针对目前含分布式电源多微电网并离网运行策略进行了研究。分析了多微电网的典型结构与运行模式,研究了不同运行模式下多微电网级和微电网级以及分布式电源级的运行目标与运行约束。描述了含分布式电源的多微电网的并网和离网过程,建立了并网和离网过程中多微电网的安全约束。依据多微电网并网和离网特性,提出了并离网运行策略。仿真测试了并离网策略对多微电网的并网和离网过程的影响。     

基于下垂控制的微电网并网转孤网的研究

针对微电网系统中分布式电源发电的随机性和间歇性,为了平抑分布式电源的功率波动,本文提出一种微电网能量管理系统,研究基于下垂控制的微电网并网转孤网的控制策略.该系统可以检测微电网系统内功率缺额,将锂电池储能变流器设置为下垂模式并智能跟随负荷变化,从而建立微电网过渡临时主电源.锂电池作为过渡临时主电源控制混合储能系统带动微电网内所有负荷,断开公共耦合点开关,起动柴油发电机,柴油发电机自动跟随锂电池储能变流器电压、频率后转为VF模式,由柴油发电机作为主电源带动微网内所有负荷.微电网能量管理系统切锂电池储能变流器为PQ运行模式,稳定实现微电网计划并转孤控制.     

微网并网容量分析

将分布式发电以微网形式接入到主电网中并网运行,与主电网互为支撑,是充分发挥分布式发电的最有效方式之一。研究微网并网规模,明确主电网接纳微网的能力,将充分发挥新能源及可再生能源的优势,实现主电网与分布式新能源及可再生能源发电的协调发展,有利于引导与规范微网接入主电网,确保主电网的安全、稳定、经济、高效运行。从微网并网系统的特点出发,分析了微网并网的相关问题,研究了微网并网对主电网的影响,同时对微网并网容量即主电网接纳微网能力进行分析,最后结合算例针对微网并网的稳态分析,通过仿真实现了对微网并网容量的确定。     

基于自然选择-杂交PSO算法的微电网并网多目标优化调度

由于微电网中的分布式电源具有较强的波动性和随机性,对微电网的并网运行产生很大影响。为充分消纳可再生能源,在综合考虑各分布式电源发电成本和环境治理费用的基础上,计及微电网并网收益、新能源发电补贴,结合分时电价机制,建立并网运行方式下的微电网多目标优化调度模型。针对现有标准粒子群算法中可能存在的局部收敛及速度慢等问题,提出基于自然选择-杂交的改进粒子群算法,应用于微电网并网的优化调度研究中,并结合实际微电网工程案例,验证所提出方法的合理性与有效性。     

含光伏、热电联产与储能的微网建模与优化

微电网是由分布式发电、负荷、储能装置以及控制装置构成的一个可控独立发电系统。针对含有光伏发电、热电联产、储能电池的微电网系统,提出了一套微电网总体能量优化管理与控制方案,能够在并网运行条件下,降低微电网系统运行成本。并在微网中加入智能用电设备,在已有能量优化管理系统上,引入需求响应策略,进一步优化微网能量管理系统。通过仿真实验,验证了提出的模型及优化策略的有效性。     

《电源学报》2018年第2期“微电网功率变换与运行控制”专辑征稿启事

正微电网作为分布式新能源发电消纳、再生能源利用率提升、并网电力品质改善、供用电灵活性增强的优选技术,其基础理论、关键技术和示范应用发展迅速,交流微网、直流微网、混合微网、微电网群等形态蓬勃发展,日益成为电力电子学科的研究热点和学术前沿。为了集中展现微电网系统架构与运行控制、功率变换拓扑与PWM调制、稳定性建模与分析、电能质量与能量管理等方面的最新学术成果和研究进展,《电源学报》特别推出"微电网功率变换与运行控制"专辑。     

含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用

微电网是高效利用分布式新能源、降低网损、提高能源利用率的有效手段之一,是智能配电网的重要组成部分。本文构建了一个由小型风力发电系统、光伏阵列、蓄电池组及控制系统组成的小型微电网试验平台。开展分布式新能源发电、新型配电网运行与控制、继电保护、自动控制等方面的实验,解决了无法对新型配电网进行现场试验的难题。增强了学生实际动手能力,同时也提升了教师科研、教学能力,有力支持了我校电气工程及自动化特色专业的建设。所提建设方案对于研究及推广新能源微电网具有积极的理论意义及实践价值。     

微电网中的电力电子技术专辑—特邀主编评述

微电网是随着近年来光伏、风力、燃料电池等新能源分布式发电(DG)的出现而形成的小型发电系统。微电网作为一个能独立运行的小型发配电系统,既能与外部大电网并网运行,又能独立为本地负载供电,近年来获得了极大关注。美国、欧洲和亚洲都有微电网示范工程,美国CERTS微电网和美国北部电力系统的Mad River微电网,欧洲的拉贝河微电网和意大利米兰的微电网。我国对微电网的研究虽处于起步阶段,但在国家863和973     

模式转换下分布式电源接入微电网的控制策略研究及仿真

分布式电源的建模及微电网的控制策略是当前的研究热点,针对模式转换下分布式电源接入微电网控制策略选择的研究较少。孤岛和并网模式下应选择不同的控制策略,同时在一个微电网中加入多种分布式电源的控制复杂,难度比单一分布式电源接入要大。文章分析了微电网的特殊性,进行了不同的控制模式的比较。孤网时选择主从控制模式作为微电网的控制策略可以适应微电网不同运行方式的需要;并网时分布式电源可采用PQ控制。根据在并网模式下的运行特点提出各个分布式电源的PQ控制策略,建立了含光伏电池、风力发电机、微型燃气轮机的微电网模型。仿真分析了孤岛运行下和日照环境改变时微电网的并网运行特性,结果证明了控制方式的恰当选择能使微电网在不同运行模式下对于大电网可控且动态性能优良,并网时不会对大电网产生大的冲击。     

新能源微电网负载自动匹配系统

分布式新能源发电的发展,一定程度上扩大了能源种类,缓解了能源紧张.但其发电并网消纳问题目前依然没有有效解决.受天气影响,新能源发电系统的输出波动将影响电网的稳定运行.提出一种负载自动匹配方案,通过跟踪新能源发电及负载运行情况,采用投退加热器的方式进行负载调节,以期解决发电并网消纳问题,并帮助海岛或偏远地区可以稳定地使用新能源微电网.     

基于RTDS的自治型风光储微电网运行实时仿真研究

为了适应新形势下的能源发展需求,建立准确的分布式新能源实时仿真模型和微电网实时仿真试验平台,开展分布式新能源和微电网试验研究与技术开发具有非常重要的意义。以风光储新能源及微电网实时仿真试验平台为研究对象,基于RTDS实时仿真系统,深入研究了风光储新能源系统的RTDS实时仿真建模技术,并进行实时仿真验证。提出了微电网控制系统的离网运行控制策略,并基于微电网实时仿真试验平台进行了控制策略的测试,测试结果验证了所提控制算法的正确性和有效性。所建微电网实时仿真试验平台可为风光储新能源及微电网的研究提供平台支撑。