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微电网系统控制方法和原理

星星科技指导员 来源:网络整理 作者:网络整理 2024-04-28 17:14 次阅读

微电网是由多种分布式电源、储能、负载以及相关监控保护装置构成的能够实现自我控制和管理的区域自治型电力系统,现有研究和实践表明,分布式电源以微电网形式接入配电网,是发挥分布式电源效能的最有效途径。

近年来世界各国都加大了对分布式发电以及微电网技术的关注和发展力度,微电网技术正在快速发展,成果也在大力推广应用过程中。

微电网结构图

与传统电力系统相比,微电网内分布式电源种类繁多、运行模式多样、控制策略各异、可控程度不同,恰当有效的多源协调控制是实现系统稳定、可靠、高效运行的关键,也是解决优化配置、继电保护等其它问题的前提。

微电网的种类非常多,具体结构也是多种多样,但基本单元应包括分布式电源、负荷、储能、控制中心。微电网对外是一个整体,通过一个公共连接点与电网连接,其内部是一个小型发、配、用电系统,如下图所示。

分布式电源:以新能源为主的多种能源形式,如光伏发电、风力发电、燃料电池、燃气轮机等。也可以是以热电联产或冷热电联产形式存在,就地向用户提供热能,提高分布式发电的利用效率和灵活性。

负荷:包含各种一般负荷和重要负荷或有特殊要求的负荷。

储能装置:采用各种储能方式,含物理、化学、电磁储能,用于新能源发电的能量存储、负荷调节,如削峰填谷、微电网的“黑启动”等。

控制装置:由软硬件装置构成控制系统,实现分布式发电控制、储能并离网切换控制、微电网实时监控、微电网保护、微电网能量管理等。

微电网系统控制方法和原理

微电网系统控制方法主要有集中式控制和分布式控制两种。

集中式控制通过一台中央控制器对微电网中的各个设备进行控制,实现全面监测和集中管理,保证微电网的稳定运行。中央控制器可以采用人工操作模式或者自动控制模式,根据需要进行手动或自动调节。

分布式控制则将微电网分为多个区域,每个区域内配备一个控制器来管理该区域内各个设备的运行,各个控制器之间通过通信协议来协调微电网的整体运行,提高微电网的可靠性和鲁棒性。

此外,还有一些具体的控制方法,如恒功率法和恒压恒频法。恒功率法(PQ法)以双环控制为基础,内、外环依次为PI控制环、功率环,前者功能在于借助电流跟踪确定参考电压,并输出调制信号;后者功能则主要体现在确保基准功率方面,适用于并网运行模式。恒压恒频法(V/F法)则在孤岛运行模式中有着较好的控制效果。

在原理方面,微电网供电系统的工作原理可以归纳为以下四个步骤:

能源收集:采用分布式发电,通过多元化能源资源(如太阳能、风能、发电机等)对电源进行采集,输入到储能设备中。

能量储存:为了平衡微电网工作时的能量输入和输出,以及在能源供应不稳定的情况下保持负载的风险,将电力储存到电池等储能设备中,以确保微电网系统的持续性和稳定性。

能量管理:通过微电网控制器进行可视化管理,对微电网系统的电源输入和输出进行有效协调和控制,以保障微电网系统优化输入种类,最小化能源成本,并根据负荷需求的动态调整,确保系统的可靠性、弹性和安全性。

负载使用:通过微电网控制器控制相应通道输出,输送能源至负载设备并供电使用。负载中包括家庭或机构的用电设备和市电等,作为微电网的主要用电载荷。

同时,微电网还通过智能监控与控制系统实时监测能源供需情况和负载情况,并根据实际需求智能调控能源供应和能量转换设备的工作状态,以确保系统的正常运行和能量的高效利用。

审核编辑:黄飞

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