微電網(wǎng)技術(shù)研究與發(fā)展

(4)頻率調(diào)差控制。在微電網(wǎng)成孤島運行時，要采取頻率調(diào)差控制，改變各臺機組承擔(dān)負(fù)荷比例，以使各自出力在調(diào)節(jié)中按一定的比例且都不超標(biāo)。

5.2微電網(wǎng)的保護

微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對繼電保護提出了一些特殊的要求，必須考慮的因素主要有以下幾點：①配電網(wǎng)一般是放射形的，由于有了微電源，保護裝置上流經(jīng)的電流就可能有單向變?yōu)殡p向;②一旦微電網(wǎng)孤島運行，短路容量會有大的變化，影響了原有的某些繼電保護裝置的正常運行;③改變了原有的單個分布式發(fā)電接入電網(wǎng)的方式，構(gòu)成微電網(wǎng)的初衷之一是盡可能地維持一些重要負(fù)荷在電網(wǎng)故障時能正常運行而不使其供電中斷，這些必須采用一些快速動作的開關(guān)，以代替原有的相對動作較慢的開關(guān)。這些均可能使原有的保護裝置和策略發(fā)生變化。

5.3微電網(wǎng)并網(wǎng)運行

要根據(jù)微電網(wǎng)中負(fù)荷的需求來確定保護的方案，也即要根據(jù)負(fù)荷(如半導(dǎo)體制造工業(yè)負(fù)荷或一般商業(yè)性負(fù)荷)對電壓變化的敏感程度和控制標(biāo)準(zhǔn)來配置保護。如故障發(fā)生在配電網(wǎng)中，則要采用高速開關(guān)類隔離裝置(SeparationDevice，SD)，將微電網(wǎng)中的重要敏感性負(fù)荷盡快地與故障隔離。此時，微電網(wǎng)中的DR(或DER)是不應(yīng)該跳閘的，以確保故障隔離后仍能對重要負(fù)荷正常供電(供熱)。當(dāng)故障發(fā)生在微電網(wǎng)中時，除了上述隔離裝置協(xié)調(diào)，以免影響上一級饋線負(fù)荷。一旦配電網(wǎng)恢復(fù)正常，就應(yīng)通過測量和比較SD兩側(cè)電壓的幅值和角度，采用自動或手動的方式將微電網(wǎng)重新并網(wǎng)運行。如果微電網(wǎng)內(nèi)僅有一個微電源，當(dāng)然允許采用手動的方式再同步并網(wǎng);但若在微電網(wǎng)內(nèi)多個地點有多個地點有多個微電源，則必須考慮采用自動的方式再同步并網(wǎng)。

5.4微電網(wǎng)孤島運行

當(dāng)電網(wǎng)孤島運行時，為了使所隔離的故障區(qū)盡可能小，微電網(wǎng)中保護裝置的協(xié)調(diào)尤為重要。特別需要指出的是，由于微電網(wǎng)的電源大多為電力電子型設(shè)備，所發(fā)出的電力通過逆變器與網(wǎng)絡(luò)連接，故障時僅提供很小的短路電流(例如2被于正常負(fù)荷電流)，難以啟動常規(guī)的過電流保護裝置。因此，保護裝置和策略就應(yīng)相應(yīng)地修改，如采用阻抗型、零序電流型、差分型或電壓型繼電保護裝置。此外，微電網(wǎng)的接地系統(tǒng)必須仔細(xì)設(shè)計，以免微電網(wǎng)解列時繼電保護誤動作。

5.5微電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負(fù)荷的集合，而通常負(fù)荷不僅包括了電負(fù)荷，還包括熱和冷負(fù)荷，即熱電聯(lián)供和熱電冷三聯(lián)供。因此，微電網(wǎng)不僅要發(fā)電，而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem，EMS)的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱(冷)。該決策的依據(jù)為當(dāng)?shù)卦O(shè)備對熱量的需求、氣候的情況、電價、燃料成本等。

能量管理系統(tǒng)的調(diào)度控制功能：能量管理系統(tǒng)是為整個微電網(wǎng)服務(wù)的，即為系統(tǒng)級的，由此首要任務(wù)是將設(shè)備控制和系統(tǒng)控制加以明確區(qū)分，使各自的作用和功能簡單明了。微型汽輪機的轉(zhuǎn)速、頻率、機端電壓、發(fā)電機(微電源)的功率因數(shù)等應(yīng)由微電源來控制，他們依據(jù)就地信號。CERTS的模型中，EMS只調(diào)度系統(tǒng)的潮流和電壓。潮流調(diào)度時需考慮燃料成本、發(fā)電成本、電價、氣候條件等。EMS僅控制微電網(wǎng)內(nèi)某些關(guān)鍵母線的電壓幅值，并由多個微電源的控制器配合完成，與配電網(wǎng)相聯(lián)的母線電壓應(yīng)由所聯(lián)上級配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)來控制。

除了上述基本功能外，EMS還具有其他一些功能，如當(dāng)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應(yīng)配備快速切負(fù)荷的功能，以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負(fù)荷平衡;由于微電源同時供給電、熱等負(fù)荷，調(diào)度時應(yīng)同時兼顧，一般情況下往往采取“以熱定電”的原則，即滿足用戶對熱負(fù)荷需求的條件下再進行電量的調(diào)度;微電網(wǎng)中應(yīng)配備一些儲能設(shè)備，如蓄電池、超級電容、飛輪等。

EMS的功能自然首先應(yīng)針對微電網(wǎng)內(nèi)需求，如潮流和電壓調(diào)度、電能質(zhì)量和可靠性、提高運行的效率和經(jīng)濟性、降低污染排放等，但從長遠(yuǎn)看它還可對配電網(wǎng)提供一些輔助服務(wù)和可靠性服務(wù)，特別是微電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的一個組成部分，可起到一定的負(fù)荷響應(yīng)的作用。此外，由于微電網(wǎng)本身位于用戶側(cè)，這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)(CBD)、學(xué)校、工廠等，它們本來就有供熱、通風(fēng)、空調(diào)等過程控制系統(tǒng)，未來的EMS(HeatingVentilationandAirConditioning，HVAC)有可能成為這些系統(tǒng)以及當(dāng)?shù)匕l(fā)電、儲能等的總調(diào)度系統(tǒng)。

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