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微电网的部分技术探讨与微电网市场前景剖析(2)

北极星智能电网在线  来源:北极星电力网    2013/11/19 10:19:58  我要投稿  

2.2微电网的能量管理系统研究

微电网发电系统的结构配置中的微源受环境因素比较大、储能系统的易损性等原因,能量管理系统(EMS,EnergyManagementSystem)在微电网当中的重要性不言而喻。研究微电网的能量管理技术,有助于提高微电网系统运行的经济性和可靠性,对于提高系统的效率、减少二氧化碳等排放量以及提供定制的电能服务都有积极的影响。在微电网能量管理系统中,对逆变器的控制策略、有功功率和无功功率的计算及解耦、通过建立模型仿真继改进能量管理算法等都是微电网EMS的研究的关键技术和重要内容。

较好的微电网EMS的算法能够实现微电网中分布式电源之间能量合理分配和各个微电源的优化运行,最大化的利用风能、太阳能等可再生能源,对于整个微电网系统的运行效率的提高也是十分重要的。

目前对于微电网中采用逆变器接口的微源,采用的控制策略有PQ控制、U/f控制、Droop控制等。通常的PQ控制方式多用于并网运行状态,在该状态下微电网内部负荷波动特性、频率和电压波动由大电网承担,各分布式电源可以不考虑频率调节和电压调节,直接采用电网频率和电压作为调节基础,控制逆变器按照给定参考值进行有功功率和无功功率输出。U/f控制主要应用于独立运行和孤岛状态下的电压和频率调节。Droop控制策略是模仿传统电力系统下垂特性,通过解耦有功功率、无功功率与电压、频率之间的关系进行系统电压和频率调节的方式。常见的是与传统同步发电机调节相似,采用有功-频率(P-f)和无功-电压(Q-V)的斜率控制方式。而在微电网系统中控制上主要有对等性和主从性的控制策略,但对于多微电网之间的控制和综合控制目前研究人员形成的共识是可以采取多代理技术的控制方法,但多代理技术在微电网当中的应用目前还有待研究。

对于微电网的EMS的研究对微电网的优化设计、运行优化等方面都是有帮助的。微电网在设计之初就应当考虑其规模大小,同时对微源组合结构做经济性评估等,其次要在一定的约束条件下对微电网的运行进行优化,反过来这种优化对于促进微电网EMS设计也有有益的。

2.3微电网运行的保护产品的研究与开发

微电网作为一种高效环保的发电技术,由于其并网运行会影响配电网络的结构及配电网中短路电流大小及分布,因此在继电保护上与传统电网有所不同。微电网并网后会给原来的电网造成几方面的影响:降低所在线路保护的灵敏度;相邻线路故障时,有可能引起所在线路保护误动作;对重合闸的影响;对保护范围的影响等。微电网独特的运行特点决定了其保护技术与传统的电力系统的保护技术有所不同,由于微电网在我国处于示范工程阶段,国内在其继电保护方面的产品的研发呈现不足或滞后,因此对于微电网运行的保护产品的研究和开发是微电网能够在国内从示范走向实践应用的关键。

在微电网的保护产品研发方面上主要有两点:

(1)电流速断和限时电流速断的产品

产品的研发可以继承传统电流速断和限时电流速断产品的研发思路,在研发上可以结合微电网的智能化元素,比如采集保护点或线路的某些参数值,便于微电网在后期的发展过程中的信息交互或融合。

(2)电流的方向保护和功率的方向保护

微电网的内涵是实现能流的双向流动,而微电网接入大电网后会出现保护的选择性和可靠性得不到满足,因此采用方向性的电流保护和方向性的功率保护等是十分必要的、有效的。由于微电网的因环境影响较大,因此在保护的动作频率和保护的重要性显然比传统的保护要提出更高的要求,灵敏度、方向性、可靠性等都需要有针对性的改进。

2.4微电网的信息交互产品的研发

随着电网智能化的发展,信息交互技术的研究与应用是热点,也是亟待解决的问题,在微电网当中,无论是EMS的研究与开发还是微电网的数据采集等,安全的信息交互技术都是至关重要的。由于微电网的非集中化程度更高,基于目前的倾向于只针对PCC处的并网标准,信息交互的安全性和可靠性对电网的安全都是非常重要的内容。研究表明,安全的信息交互可以在几个方面取得突破:PCC处的监控设备或保护设备采取冗余设计;采取加密的程序设计和数据传输;信息获取权限的设计;友好的人机界面。事实上,微电网智能化的背后带来的就是信息安全的问题,信息交互安全性是未来信息化的重要内容。由于微电网在国内尚未真正走向实践,加上微电网的并网的标准的实践的滞后性,目前针对微电网的安全的信息交互产品还比较少,是亟待研究的关键技术之一。

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