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从稳态、谐振、分层控制多角度剖析微电网关键技术(附案例)

北极星智能电网在线  来源:能源生态圈  作者:能源e直播  2018/4/25 10:52:13  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:微电网是由光伏、风力、柴油发电机、生物质能等分布式电源、用电负荷、监控保护、储能等自动化装置组成的能够实现内部基本用电量平衡的小型供电系统,该系统可以并网和离网运行。本文介绍了微电网与虚拟电厂、虚拟同步机的异同点,选取规划因子建立分析模型,解析了微电网中的稳态问题、谐波原因,采用分层控制技术调整优化系统的运行,最后结合案例来综合了解微电网建设中的关键技术与难点。

1、 热点对比

虚拟电厂:VPP,是聚合多种分布式能源资源构成的特殊类型的发电厂,通过先进的控制、通信等技术实现分布式电源、储能系统、柔性负荷、电动汽车等分布式单元的协调控制和优化运行。

能效电厂:EPP,通过实施一揽子节电技术和能效项目,获得需方节约的电力资源,国际能源界将实施电力需求侧管理,开发、调度需方资源所形成的的能力,形象地命名为能效电厂,能源电厂是虚拟电厂的一种模式。

虚拟同步机:VSG,借鉴同步发电机的机械方程和电磁方程来控制并网逆变器,使得并网逆变器在机理上和外特性上能与同步发电机相媲美的控制策略,尤其是模仿同步机的惯性时间常数。

简单来说,虚拟电厂包括了电源、负荷;而虚拟电厂是对负荷进行控制。常规所认为的并网型微电网是虚拟电厂的一种存在状态。个人认为,未来,和大电网相连的并网型微电网的终极状态将是虚拟电厂的一个节点。

虚拟同步机是目前微电网控制技术中比较重要的一项技术,在微电网方程控制技术中处于中低层。VSG在并网或离网情况下都可以做,和电力电子这种跟随型的控制技术相比,它是一种主动型的控制技术。在配电网侧,它也是一项非常好的技术,像光伏、风电等只呈现出发电的属性,并没有体现出配电网的调节属性。配电网侧新能源接入比例逐渐增大后,对电源具备配电网调节的能力要求将越来越高。

相同点:

都是由各类分布式电源和负荷构成,接入配电网。

不同点:

微电网可以并网和孤岛运行,虚拟电厂只能并网运行,

微电网的产权所有者只有一个,虚拟电厂的产权所有者可以是多个,但是它的运营方式只有一个,

微电网只有一个PCC点,虚拟电厂有多个接入点,

目前微电网更侧重于技术问题,如分层控制技术、渗透率控制技术等,随着电力体制改革和能源战略结构来看,虚拟电厂更加侧重于技术基础和商业模式的探讨。

相同点:

被控主体是分布式电源,都在模拟发电厂的某些外部特性。

不同点:

虚拟电厂主要控制发电量和用电量,虚拟同步机主要控制PCS等电源,

在大电网或者微电网的分层控制中,越底层速度越高,虚拟同步机动态时间域在毫秒到秒级之间,而虚拟电厂稳定时间域在分钟级以上,

虚拟电厂是多电源和多负荷协调控制,不需要在同步的控制周期下,虚拟同步机对控制的带宽要求比较高,

虚拟同步机主要是基于电力电子技术和通信技术,虚拟电厂目前主要是考虑商业运营模式的综合性技术,或者是商业化的总包服务或者资产管理、资产交易等。

2、规划因子

规划因子是微电网选择的约束模型,基于这个模型可以选择比较优质的项目。规划因子主要分为组成潜力评估、电网接入评估、电力市场政策和相关能源政策四部分。

3、源荷储发电特性契合度

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