微电网主要有交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网3种典型结构。相比于单一的微电网结构,交直流混合微电网在交流微电网的基础上,结合了直流微电网的优点,具有突出的优势:(1)直流母线与交流母线的存在满足交流或者直流分布式发电与负荷的需求,减少了AC/DC或DC/AC变流环节,缩减了电力电子器件的使用,从而抑制了谐波;(2)交直流混合微电网可以在交流微电网与直流微电网单独控制的同时又互为备用,提高系统的可靠性;(3)交直流混合微电网有更好的延展性,应用更加普遍。交流直流混合微电网中,交流DG或者负荷直接接入交流母线,直流DG或负荷直接接入直流母线,交流母线与直流母线之间通过一个双向变流器实现功率流的平衡。交直流混合微电网由于具有更好的经济性、安全性、可靠性,受到国内外的普遍关注。微网系统可以为公共设施提供可靠的能源供应。浙江EMS系统工作原理
随着对电力需求的不断增长,集中式大电网(公共电网)在过去数十年里迅速发 展,成为主要的电力供应。由于集中供电较为脆弱,经常会导致大规模的停电事故,因此人 们开始研究微网系统。同时,由于近年来分布式发电系统(例如风能发电系统、太阳能发电 系统)的大规模发展,因此将分布式发电系统接入微网系统已经成为未来的主要电力网络 发展趋势。目前应用比较普遍的微网系统为基于交流总线的微网系统,该系统中,太阳能、风 能等分布式发电系统产生的电力经过直流到交流的变换传送至交流总线。但是负载不只由 交流负载,还有直流负载,例如直流充电粧、直流电机、L抓照明灯等,因此在为直流负载供 电时,需要将交流电转换到高压直流电,再将高压直流电转换为低压直流电。多次的转换, 会造成系统电能的损失。广西光储充并离网系统设计微网系统可以为电动汽车和新能源汽车的普及提供必要的能源保障。
虚拟阻抗是微网应用的重要技术,主要实现方式是将输出电流经过特定增益反馈至电压环,表达式如下所示:通过虚拟阻抗修正变换器在基波域等效的输出阻抗,进而降低线路阻抗阻感比对下垂控制的消极作用,同时减小了因输出阻抗差异造成功率分配误差的影响。然而上述方法加大了系统等效输出的阻抗,进而加重了母线电压的压降。近年来,越来越多单相负载和非线性负载被接入微网系统,只采用传统下垂控制已无法实现负载合理分配。为此,负序虚拟阻抗、谐波次虚拟阻抗以及复合式虚拟阻抗等概念也逐渐被学者们提出并应用。虚拟阻抗技术也在直流子微网中得到了应用。但与交流子微网不同,直流系统中采用的I-U 曲线下垂系数本身就是虚拟阻抗。可以分别采用中间控制器、分布式控制器以及模糊控制器,根据储能单元SOC实时调节虚拟阻抗,使SOC较大的单元提供更多有功功率,而SOC 较小的单元承担小部分功率,实现SOC 在分布式储能单元之间的合理分配。
考虑到分布式电源的高比例接入,交直流混合微电网的能量管理是分布式电源协调工作的必要手段.针对集中优化的鲁棒性和灵活性不足的缺点,根据交流子系统与直流子系统混联的特点,提出基于一致性算法的协调优化管理系统.该系统以可控单元的成本较低为优化目标,设置微增率为一致性变量,基于“一致性+调整项”算法分配可控单元的功率.下垂控制基于本地信息调整参数,维持系统的稳定性.典型交直流微电网算例仿真结果表明,所提交直流混合微电网一致性优化管理系统能经济分配功率,快速抑制电压与频率波动,具有良好的暂态与稳态性能。混合微网系统可以将电能从不同的可再生能源设施中进行混合使用,从而提高能源利用率。
微网3的得分较高,微网2次之,微网1较低,微网2和微网3的网络坚强度处于较高水平,微网1则处于中等水平。因为容量方案2相对于方案1在电源配置合理性和系统备用水平上有优势;结构2相对于结构1在系统联络程度和故障自愈能力上有优势,但在网络结构水平下的关键节点分布距离比和关键支路分布距离比上有劣势。因此,微网1相对于微网2和微网3,坚强度较低;微网3相对于微网2,坚强度略高。根据以上分析,评估结果与理论分析一致,所以该评估方法可有效评估某交直流混合微电网的坚强度,具有一定的可信度。若单一地用网络结构水平说明网络坚强度,微网1和微网2的水平一致,且比微网3大,与各微网的整体水平不符,且不能区分微网1和微网2;若单一地用系统备用水平说明网络坚强度,则不能体现三者结构对坚强度的影响,因此,本评价体系更加客观、全方面。微网系统可以通过电力监测技术来实现更加高效的能源利用。浙江EMS系统工作原理
交直流混合微网系统是一种结合了交流电和直流电的供电系统。浙江EMS系统工作原理
当变换器输出阻抗与线路阻抗之和为纯感性时,有功功率和无功功率可以表达为其中:Pn、Qn分别为变换器n 输出的有功功率和无功功率;En代替输出电压;U 代替母线电压;fn是输出电压与母线电压之间的夹角;Xn则表示输出感抗。由式(1)(2)可以看出,当fn足够小时,有功功率的流动主要由功率角fn决定,而无功功率的流动则主要由变换器输出电压En决定。因此,交流子微网中的功率分配管理方法可以表示为其中:Erated、frated 分别代替变换器输出电压和频率的额定值;mP和nQ分别为有功和无功的下垂系数。对于不同子微网,下垂控制器均由2部分组成:外环是将反馈的本地信息(电流或功率)代入至预设的下垂曲线,产生输出电压的参考量;内环是常规电压电流环,实现对电压参考量快速准确跟踪。下垂控制之所以能实现无通信网络下的功率管理,本质上是利用电气参数本身(电压、频率)作为变换器相互“沟通”的平台。浙江EMS系统工作原理
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