风氢耦合发电技术研究综述

风氢耦合发电已成为一些发达国家解决风电上网"瓶颈"问题的重要手段。文中阐述了风氢耦合发电的概念和结构,并在总结风氢耦合发电相关国际研究动态和成果的基础上,为中国风氢耦合发电技术的发展提供了建议。首先,介绍了风氢耦合发电技术的发展历程,通过对典型风氢耦合发电结构的介绍,引出风氢耦合发电的概念和特点。然后,总结了风氢耦合发电技术在一些发达国家的发展概况和研究进展,并提炼出现阶段风氢耦合发电研究中的关键问题和相关研究现状。最后,结合中国的能源战略和电力发展现状,对风氢耦合发电技术在中国的发展潜力和应用形式进行了探讨。     

微电网运行与发展研究

微电网可以减缓传统电力系统扩张的需求,控制潜在的数量庞大的分布式电源(DERs)带来的新挑战,并能满足用户对高级别的安全性和电能质量的需求。详细阐述了微电网的概念和结构,介绍了世界各地微电网研究现状,并在此基础上结合中国国情,分析了微电网在中国的发展,并提出了几点建议。     

微电网发展研究

微电网整合了分布式发电的各种优点,为新能源的有效利用提供了平台。说明了微电网的产生背景,指出了传统电网的缺陷以及分布式发电的利弊,引出微电网的概念。在此基础上,介绍了国际上对微电网的具体定义、设计理念以及微电网在国内外的发展现状,介绍了一些具有代表性的微电网示范工程。阐述了微电网的运行特征与控制方法两方面的技术问题,对微电网在我国的发展进行了展望。     

微电网技术及发展概况

分布式发电以其投资省、发电方式灵活且不污染环境等优点,在全球范围内引起了越来越多的关注.微电网能以更具弹性的方式协调分布式电源,从而充分发挥分布式发电的优势.介绍分布式发电及微电网领域研究的诸多问题,讨论微电源、储能装置、逆变装置及隔离装置中需要研究的问题,并从电力系统应用的角度分析微电网的控制和保护、安全稳定运行、电能质量、运行及接入标准等问题.对分布式发电及微电网研究领域未来的研究方向进行总结和展望.     

微电网的研究现状及在我国的应用前景

首先介绍了微电网概念的产生背景和意义以及微电网的概念和结构,并给出了微电网的经典示意图;然后详细介绍了美国、欧洲和日本微电网的发展现状及其示范工程,对比了3者不同的微电网发展理念,概述了其微电网的未来发展方向;最后,展望了微电网对于中国未来电网发展的重要意义,提出了国内微电网研究应重点考虑的一些问题。     

发达国家微网政策及其对中国的借鉴意义

根据国家的能源政策,分布式发电和微网将在中国得到迅猛发展,而有效的政策是确保其有序发展的前提.在广泛搜集并研究国内外相关资料的基础上,文中对发达国家的分布式发电和微网政策进行了概括总结,包括微网政策的国外研究现状、微网的准入、微网并网标准、微网并网收费、微网电量的上网政策.在参考发达国家政策并结合中国具体国情的基础上提出中国发展微网的政策建议.     

分布式发电及微网相关问题研究

随着可再生能源发电的迅速发展,为了使得可再生能源实现分布式利用,人们提出了微网的概念.本文首先介绍了我国分布式发电及微网发展现状和面临的问题,对主要试点工程进行了逐一介绍;其次介绍了微电网的控制目标、难点与控制策略及现有的主流并网标准;最后对我国的分布式发电及微网发展提出了多条相关建议.     

Present Research Situation and Application Prospects of Power Distribution System with DC Micro-Grid

简要介绍了直流微电网的特点,总结了国内外微电网的研究现状.对目前分布式电源建模分析较多地考虑自身特性,而未能从直流微电网角度考虑其与配电系统的相互影响;孤岛划分策略以及负荷建模的研究无法适用于直流微电网的特性和运行机理等现有研究工作的局限性进行了概括.在此基础上,提出含直流微电网的新型配电系统研究中亟需研究的几个问题.最后,结合中国的电力发展现状,对直流微电网在中国的发展潜力进行了探讨.     

微电网电流保护问题及其改进策略研究

随着传统大电网脆弱性日益暴露,致使全球化电力市场改革进程加快,在此背景下提出了分布式发电技术这个概念。而分布式发电技术会改变配电网的辐射状态和其单向传输电能状态,会降低大电网的可靠性和安全性。随后,微电网的概念孕育而生,微电网能够克服分布式发电技术的缺点,使分布式发电技术得到大规模的运用。通过对微电网及其结构的介绍,根据微电网短路容量小的特点,提出一种快速动作的保护方案,在PSCAD/EMTDC软件中搭建微电网模型,并配置电流保护和无通道保护相结合的保护方案,通过仿真分析验证了该保护配置的有效性。     

Web of Cell体系——适应未来智能电网发展的新理念

针对未来大量分布式发电并网需求,以智能电网为背景阐释了一种全新的电力系统控制体系——Web of Cell体系。首先,诠释该体系的概念并总结归纳出其特点,通过对比Web of Cell体系与集中控制体系及Cell与微电网和主动配电网间的差异,剖析了该体系在未来电力系统中的优势和可行性。随后,对该体系调压调频的控制结构和运行方式进行了分析并指出应重点关注的技术问题。最后,对该体系的进一步发展和研究方向进行了展望,以期为中国电网智能化发展提供参考和借鉴。     

计及分布式电源功率特性的微电网经济调度模型

针对微电网能量管理所获分布式电源(DG)运行点常常不满足DG功率特性的局限,提出了一种计及DG功率特性的微电网经济调度模型。该模型基于解析几何线性化DG的PQ功率极限,与微电网经济调度模型集成并求解,有效计及了逆变型DG、双馈感应发电机、同步发电机的功率特性。在多时间尺度微电网经济调度框架下,对某微电网系统进行算例分析,验证了所提模型的可行性以及有效性,并在此基础上分析了不同的分段数对DG运行点可行域覆盖率的影响。     

基于物理背景的微网总体模型

微网是集分布式电源、负荷和储能设备的小型电网,通过公共耦合点与大电网相连,与大电网之间的功率可双向流动,需对微网进行建模以研究微网接入。从微网基本元件出发,分析了微网负荷、电源元件模型与传统电力系统元件模型之间的联系,借鉴负荷建模理论,提出了微网整体建模的思路,将微网中静态负荷与外部表现为静态特性的电源等效为等效静态模型,推荐采用幂函数模型;将风力发电机、电动机等动态元件等效为等效电机模型,并从理论上推导了等效电机的通用模型。     

一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略

由于独立运行的微网中馈线阻抗不匹配,采用传统下垂控制策略的分布式电源难以精确地分配输出功率。针对该问题,提出了一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略。在该策略中,中心控制器采用低带宽通信向各个分布式电源发送交流母线电压偏离补偿信号,分布式电源的本地控制器获取该补偿信号后,通过积分构造出输出电压的幅值参考。采用所提出的下垂控制策略,各分布式电源在实现无功功率精确分配的同时,可以有效消除交流母线的电压降,将母线电压恢复至额定值。仿真结果表明,所提出的改进下垂控制策略在复阻抗特性馈线微网中具有一定的有效性和可行性。     

计及详细源荷模型的三相独立微电网连续潮流计算方法

连续潮流是电力系统静态电压稳定分析的基本工具,为更准确计及独立微电网中分布式电源和感应电动机模型对电压稳定的影响,文章建立了包含详细分布式电源和感应电动机模型的三相独立微电网模型。在分布式电源模型中考虑了下垂控制特性和非光滑约束,并对非光滑约束进行了光滑处理。针对上述模型,提出一种三相独立微电网连续潮流计算方法,预测环节采用切线预估法,校正环节利用投影牛顿法处理变量边界约束,避免了校正方向造成的数值问题。对13和15节点三相独立微电网系统采用所提方法进行连续潮流计算,分析了下垂控制特性、非光滑约束和详细感应电动机模型对独立微电网电压稳定的影响,验证了考虑详细模型的连续潮流计算方法的正确性和必要性。     

微网运行模式及控制策略研究

微网技术解决了分布式发电大规模并网的问题,提高了可再生能源的效能,是分布式发电的高级利用形式。介绍了微网和并网开关的基本结构,分析了微网的运行模式,包括并网运行时微网的并网标准、微网与大电网的相互作用、孤岛运行时孤岛检测与孤岛划分。针对微网在不同运行模式下,其内部分布式电源运行特性不同的特点,对微网的控制策略展开深入的研究。     

Power quality enhancement in autonomous microgrid operation using Particle Swarm Optimization

This paper presents an optimal power control strategy for an autonomous microgrid operation based on a real-time self-tuning method. The purpose of this work is to improve the quality of power supply of the microgrid where some Distributed Generation (DG) units are connected to the grid. Voltage and frequency regulation, and power sharing are the main performance parameters which are considered in this work, particularly during the transition from grid-connected to islanding operation mode and also during load change. In this work, two typical DG units are connected in parallel to configure the microgrid. The controller scheme is composed of an inner current control loop and an outer power control loop based on a synchronous reference frame and the conventional PI regulators. The power controller employs two typical strategies: active–reactive power (PQ) control strategy and voltage–frequency (Vf) control strategy. Particle Swarm Optimization (PSO) is an intelligent searching algorithm that is applied for real-time self-tuning of the power control parameters. The proposed strategy in this paper is that both DG units adopt the Vf control mode once the microgrid is islanded in order to regulate the microgrid voltage and frequency, whereas during the load change, only the second DG unit invokes the PQ control mode to ensure maximum power exportation. The results show that the proposed controller offers an excellent response to satisfy the power quality requirements and proves the validity of the proposed strategy.     

含多种分布式电源的微电网控制策略

针对微电网的并网与孤岛运行方式以及2种运行方式之间的转换,提出了一种含多种分布式电源的微电网控制策略。该控制策略中微电网中心控制器连续监测微电网和大电网的运行状态并对微电网进行统一的协调控制:对于并网运行的微电网,当检测到孤岛状态时立即切换到孤岛运行控制方式;对于孤岛运行的微电网,通过选择主调频电源实现微电网频率的无差调节,避免了下垂控制产生的频率偏差;微电网重新并网时,通过采用电压灵敏度分析方法调节并网接口处的电压幅值并监视与大电网的电压相位差,实现微电网运行方式的平稳切换。采用PSCAD/EMTDC软件对含多种分布式电源的微电网进行仿真分析。仿真结果表明,提出的控制策略能够维持微电网的稳定运行,并能实现微电网并网与孤岛运行方式的平稳过渡。     

计及DG出力相关性的孤岛微电网蒙特卡洛法概率潮流

孤岛微电网缺乏主网的支撑,分布式电源(distributed generator,DG)出力的随机性以及负荷的波动性都将对系统频率及电压造成影响。为准确分析孤岛模式下微电网的运行状态,提出一种计及DG出力相关性的孤岛微电网概率潮流计算方法。首先简化孤岛微电网节点分类,将潮流方程表达成统一形式;其次,在考虑DG出力的相关性下运用蒙特卡洛法进行抽样计算,从而获得概率潮流结果;最终以Benchmark 0.4 kV低压微电网系统作为算例,验证了文中方法的有效性。     

储能装置运行策略及运行特性对微电网可靠性的影响

储能装置可有效平抑间歇性分布式电源的出力波动,有助于提高系统运行的可靠性。然而,储能装置运行策略和运行特性的选取对系统可靠性水平有着重要影响。搭建了计及储能运行策略和运行特性的、更为精准的储能充放电模型,提出了基于序贯蒙特卡洛模拟法的风/光/柴/储微电网可靠性评估模型,并分别针对负荷点、系统和储能提出了一系列评估指标。通过对IEEE-RBTS标准算例系统进行仿真,分析了储能装置的运行策略、容量、最大充放电功率对微电网可靠性水平的影响,并评估了切负荷策略中位置权重系数对负荷点及系统可靠性水平的影响,评估结果可为微电网的优化规划提供有益参考。     

A survey on control issues in renewableenergy integration and microgrid

This paper describes the usefulness of renewable energy throughout the world to generate power. Renewable energy adds a remarkable scope in power system. Renewable energy sources act as the prime mover of a microgrid. The Microgrid is a small network of power system with distributed generation (DG) units connected in parallel. The integration challenges of renewable energy sources and the control of microgrid are described in this paper. The varied nature of DG system produces voltage and frequency deviation. The unknown nature of the load produces un-modeled dynamics. This un-modeled dynamic introduces measurable effects on the performance of the microgrid. This paper investigates the performance of the microgrid against different scenarios. The voltage of the microgrid is controlled by using different controllers and their results are also investigated. The performance of controllers is investigated using MATLAB/Simulink SimPowerSystems.