微网技术体系智能电网部ppt课件

1、国网电力科学研讨院国网电力科学研讨院2019-071微网政策和管理机制 微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网应对微网接入的战略体系研讨 微网中心技术框架 微网研讨意义及定义微网研讨意义及定义1234567目目 录录1 1 2微网技术研讨的意义微网技术研讨的意义但是现有电力网络难以接受大规模分布式电源的并入，假设简单地从电网角度对但是现有电力网络难以接受大规模分布式电源的并入，假设简单地从电网角度对DG提出严苛的并网条件和规范，又会导致分布式电源的潜能无法充分释放和发扬提出严苛的并网条件和规范，又会导致分布式电源的潜能无法充分释放和发扬，分布式发电本身的运转稳定、平安性、

2、经济性和效益更无法表达。，分布式发电本身的运转稳定、平安性、经济性和效益更无法表达。 分布式发电：分布式发电： 有利于一次能源的多元化有利于一次能源的多元化 开展可再生能源，减少排放污染开展可再生能源，减少排放污染 提高能源综合利用效率提高能源综合利用效率 提高电网供电平安、可靠性提高电网供电平安、可靠性分布式发电开场开展并遭到注重分布式发电开场开展并遭到注重 MVLVDMSDMSMGCCMGCCDCACPVMCLCMCACDCLCStorageLCCHPMCMicro TurbineMCFuel CellMCACDCLCACDCFlywheelMCACDC微网的提出：微网的提出：以一组分布式

3、发电为以一组分布式发电为集群分割网络，经过集群分割网络，经过适当的管理和控制改适当的管理和控制改善原有网络，并协调善原有网络，并协调这些分布式电源运转这些分布式电源运转2 233微网技术研讨是应对分布式发电大规模接入的必然选择微网技术研讨符合国网公司智能电网开展战略 微网技术研讨为处理分布式发电并网问题奠定根底 微网研讨具有导向作用 开展可再生能源是国家能源战略之一及修正案影响艰苦“金太阳工程等促进光伏发电迅速开展微网是接纳开再生能源的有效载体3 3 微网是分布式发电的高级方式，掌握微网技微网是分布式发电的高级方式，掌握微网技术也掌握了分布式供电技术术也掌握了分布式供电技术微网有利于提升电网的

4、自愈才干微网有利于实现用户和电网的互动微网能提供可定制电力微网有利于提升智能电网接纳分布式发电 的才干众多高校和科研机构关注该领域，国网公司的研讨重点是他们关注的焦点；高校和科研院所会将研讨重心转移到国网公司关怀的问题上；利用外界资源处理本身问题；微网技术研讨的意义微网技术研讨的意义国外研讨现状及趋势国外研讨现状及趋势4 4国家代表性的基础项目相关技术美国美国夏威夷等洁净能源计划夏威夷等洁净能源计划可再生能源发电技术可再生能源发电技术与国防部合作的微网项目等与国防部合作的微网项目等微网的运行与控制微网的运行与控制Madriver微网微网微网示范验证微网示范验证欧盟欧盟DISPOWER计划计划分

5、布式发电渗透下的电网稳分布式发电渗透下的电网稳定与控制、电能质量技术等定与控制、电能质量技术等MICROGRID计划计划微网运行与控制技术等微网运行与控制技术等日本日本群马光伏发电计划群马光伏发电计划大量光伏渗透下的电压协调大量光伏渗透下的电压协调控制控制与美国新墨西哥合作与美国新墨西哥合作NM GGI新一代的绿色电网（新一代的绿色电网（5MW以下微网）以下微网）国外研讨起步较早，在关键技术方面已获得一些突破，并在小规模微网中得到验证；目前正推进微网向更高电压等级、更大容量开展。 希腊希腊Kythnos微微型电网示范型电网示范欧洲相关工程欧洲相关工程日本各地示范日本各地示范夏威夷夏威夷岛微网岛

6、微网规划规划CERTS微网测试微网测试系统系统4 4国内研讨现状及趋势国内研讨现状及趋势863973自然科学基金国网公司地方工程清清华华大大学学中中科科院院电电工工所所合合肥肥工工业业大大学学天天津津大大学学其其他他院院校校平台建立及示范探求平台建立及示范探求 实实际际探探求求工业企业工业企业国际协作国际协作研讨和示范处于起步探求阶段，但是随关键技术研发进度加快，估计将进入快速开展期规划技术电源技术运转技术维护与控制技术5 56微网的定义微网的定义国际上对微网的定义各不一样，相对获得学术界和工业界认可的定义主要有以下三种。国际上对微网的定义各不一样，相对获得学术界和工业界认可的定义主要有以下三

7、种。微网是一种由负荷和分布式电源共同组成的微网是一种由负荷和分布式电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热能；微网内部系统，它可同时提供电能和热能；微网内部的电源主要由电力电子器件担任能量的转换的电源主要由电力电子器件担任能量的转换，并提供必需的控制。微网相对于外部电网，并提供必需的控制。微网相对于外部电网表现为单一的受控单元，可同时满足用户对表现为单一的受控单元，可同时满足用户对电能质量和供电平安等的要求。电能质量和供电平安等的要求。6 61美国电气可靠性技术处理方案结合会美国电气可靠性技术处理方案结合会CERTS给出的定义为：给出的定义为：7微网的定义微网的定义利用一次能源；运用分布式电源

8、，分为不可控、部分可控和全控三种，并利用一次能源；运用分布式电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电联供；配有储能安装；运用电力电子安装进展能量调理。研可冷、热、电联供；配有储能安装；运用电力电子安装进展能量调理。研讨包括低压网络、负荷部分可中断、可控和不可控的分布式电源、储讨包括低压网络、负荷部分可中断、可控和不可控的分布式电源、储能安装和基于监控分布式电源和负荷的通讯设备的分层管理和控制系统。能安装和基于监控分布式电源和负荷的通讯设备的分层管理和控制系统。7 7欧盟微网工程欧盟微网工程European Commission Project Microgrids的定义的定义8微网

9、的定义微网的定义 微网是由负载和分布式电源组成的独立可控系统，微网是由负载和分布式电源组成的独立可控系统，为当地提供电能和热能。为当地提供电能和热能。 8 8美国威斯康辛麦迪逊分校的美国威斯康辛麦迪逊分校的R.H.Lasseter给出的微网概念：给出的微网概念： 这种概念提供了一个新的模型来描画微网的行为：微网可视作电网这种概念提供了一个新的模型来描画微网的行为：微网可视作电网中的一个可控单元，可在数秒钟内反响来满足外部输配网络的需求；对中的一个可控单元，可在数秒钟内反响来满足外部输配网络的需求；对用户来说，微网可以满足特定的需求：添加本地可靠性，降低馈线损耗，用户来说，微网可以满足特定的需求

10、：添加本地可靠性，降低馈线损耗，坚持本地电压，经过余热利用提高能效，提供不延续电源。坚持本地电压，经过余热利用提高能效，提供不延续电源。微网的定义微网的定义9 910我国开展微网的目的我国开展微网的目的10101011我国开展微网的方向我国开展微网的方向111111微网技术体系框架微网技术体系框架前瞻性技术在微网中的运用前瞻性技术在微网中的运用微网的前瞻性外延作用微网的前瞻性外延作用+ +微网规范体系设备规范设计规范孤岛运转规范并网运转规范交换功率小于10MW的微网交换功率大于10MW的微网121213微网政策和管理机制 微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网应对微网接入

11、的战略体系研讨 微网中心技术框架微网中心技术框架 微网研讨意义及定义1234567目目 录录21 21 14第二章 微网中心技术框架分布式电源分布式电源与储能与储能计算与分析计算与分析实际体系实际体系信息与通讯信息与通讯运转、控制运转、控制与能量管理与能量管理设计规划设计规划体系体系维护与接维护与接地系统地系统微网中心微网中心技术体系技术体系 微网包括发电、传输、存微网包括发电、传输、存储、分配和用电全过程，具储、分配和用电全过程，具有内部分布式电源种类和并有内部分布式电源种类和并网方式多样、独立运转和联网方式多样、独立运转和联网运转两种方式等众多独特网运转两种方式等众多独特特点，必需有一系列

12、相关技特点，必需有一系列相关技术保证微网可以稳定、高效、术保证微网可以稳定、高效、可靠运转，并最大提高分布可靠运转，并最大提高分布式发电浸透率，发扬出分布式发电浸透率，发扬出分布式电源才干。式电源才干。14 14 15分布式电源分布式电源与储能与储能计算与分析计算与分析实际体系实际体系信息与通讯信息与通讯运转、控制与运转、控制与能量管理能量管理设计规划设计规划体系体系维护与接维护与接地系统地系统微网中心微网中心技术体系技术体系微网计算与仿真技术微网计算与仿真技术 微网可靠性分析与计算微网可靠性分析与计算 关键技术：关键技术：包括静动态建模、潮流计算、包括静动态建模、潮流计算、短路计算、形状估计

13、、稳定短路计算、形状估计、稳定性定义与分析等；性定义与分析等；支撑系统与软件工具：与目前仿真工具接口系统；微网全过程数字仿真工具；关键技术：关键技术：微网一、二次系统可靠性模型及计算方法、随微网一、二次系统可靠性模型及计算方法、随机潮流概率预测、分布式发电多方式缺点分析、机潮流概率预测、分布式发电多方式缺点分析、微网可靠性薄弱点分析、数据平安分析等；微网可靠性薄弱点分析、数据平安分析等；计算与分析实际体系计算与分析实际体系15 15 16分布式电源与储能计算与分析实际体系信息与通讯运转、控制与能量管理设计规划体系维护与接地系统微网中心技术体系微网设计与规划技术微网设计与规划技术 关键技术：关键

14、技术：包括微网构造、电源优包括微网构造、电源优化组合、负荷预测、规化组合、负荷预测、规划评价等；划评价等；支撑系统与软件工具：微网系统规划决策支持系统 ；设计规划体系设计规划体系16 16 17分布式电源与储能计算与分析实际体系信息与通讯运转、控制与能量管理设计规划体系维护与接地系统微网中心技术体系微网内的电源技术微网内的电源技术 微网内的储能技术微网内的储能技术 关键技术：关键技术：包括适用于微网分布式发电包括适用于微网分布式发电逆变接口系统的原理与技术、逆变接口系统的原理与技术、在线网络支撑控制技术、多在线网络支撑控制技术、多类型机组并联技术、并网与类型机组并联技术、并网与功能分析等；功能

15、分析等；关键配备：适用于微网的分布式发电和储能设备规范并网接口系统；关键技术：关键技术：包括储能对微网稳定运转的包括储能对微网稳定运转的作用机理与控制方法、分布作用机理与控制方法、分布式储能的规划设计方法等；式储能的规划设计方法等；分布式发电与储能技术分布式发电与储能技术关键配备：适用于微网的百千瓦级电池、飞轮、超级电容器以及混合储能系统及其控制器；17 17 18分布式电源与储能计算与分析实际体系信息与通讯运转、控制与能量管理设计规划体系维护与接地系统微网中心技术体系微网维护技术及系统微网维护技术及系统 微网接地技术微网接地技术 关键技术：关键技术：包括缺点特征分析与计算、包括缺点特征分析与

16、计算、维护的原理与配置、维护间维护的原理与配置、维护间协调、反孤岛战略及其与维协调、反孤岛战略及其与维护间的协调等；护间的协调等；关键配备：适用于微网的分布式发电和储能维护、静态快速别分开关、纵联维护、自动重合闸等；关键技术：关键技术：适用于微网的接地系统、分适用于微网的接地系统、分布式电源接地方式及接地电布式电源接地方式及接地电极种类等；极种类等；维护与接地系统维护与接地系统关键配备：接地电极、接地系统及安装等；18 18 19分布式电源与储能计算与分析实际体系信息与通讯运转、控制与能量管理设计规划体系维护与接地系统微网中心技术体系微网信息与通讯技术微网信息与通讯技术 关键技术：关键技术：包

17、括微网计量方式与通包括微网计量方式与通讯方式、通讯控制规约、讯方式、通讯控制规约、各种通讯接入方式及接各种通讯接入方式及接口、基于口、基于IEC 61850的微的微网通讯系统、基于网通讯系统、基于IEC 61970和和61968的微网的微网CIM模型扩展及导入导模型扩展及导入导出等；出等；关键配备：用户表计终端、发电与储能测控终端、微网接入点测控终端、通讯网络及配备等信息与通讯技术信息与通讯技术19 19 20分布式电源与储能计算与分析实际体系信息与通讯运转、控制与能量管理设计规划体系维护与接地系统微网中心技术体系微网运转与控制技术微网运转与控制技术 关键技术：关键技术：包括微网经济调度、多元

18、能包括微网经济调度、多元能量优化管理、交融能量管理量优化管理、交融能量管理和需求侧管理、结合调度等和需求侧管理、结合调度等关键配备：微网能量管理系统及软件运转、控制与能量管理技术运转、控制与能量管理技术微网能量管理技术微网能量管理技术 关键技术：关键技术：包括自动控制的构造和体系、包括自动控制的构造和体系、无缝切换、黑启动、接入点无缝切换、黑启动、接入点控制、自动发电控制、自动发电/ /频率控制频率控制独立运转时等；独立运转时等；关键配备：微网自动控制相关设备如接入点控制设备、分布式能源控制终端等微网电能质量技术微网电能质量技术 关键技术：包括微网电能质量问题特殊性与产活力理、检测及分关键技术

19、：包括微网电能质量问题特殊性与产活力理、检测及分析、综合控制与治理等析、综合控制与治理等; ;202021微网政策和管理机制 微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网应对微网接入的战略体系研讨大电网应对微网接入的战略体系研讨 微网中心技术框架 微网研讨意义及定义1234567目目 录录21 21 22第三章 大电网应对微网接入的战略体系研讨微网是以分布式发电为根底的复杂供能网络，相对于大电网存在着并网运转、微网是以分布式发电为根底的复杂供能网络，相对于大电网存在着并网运转、解列独立运转、重新并网等多种运转形状。大规模接入必将对大电网的稳态解列独立运转、重新并网等多种运转形状

20、。大规模接入必将对大电网的稳态潮流分布、暂态缺点电流分布产生艰苦影响，主要表达在以下五方面：潮流分布、暂态缺点电流分布产生艰苦影响，主要表达在以下五方面：相互作用机理 协同规划 运转战略 维护体系 市场买卖 22 22 MicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGridMicroGrid 微网静态模型同传统节点有较大的不同 微网内大量电力电子安装，惯性时间常数很小，降低了系统旋转储能 调压调频设备难以顺应大规模微网接入系统，如何改造以顺应微网接入 各种分布式电源的性能差别及微网的独立/并网两种运转方式导致配网内电能质量问题更加复杂 高浸

21、透率微网对大电网影响分析需求根本的实际支撑。微网与大电网作用机理23 23 应对24高浸透率下含微网的大电网协同规划设计 分布式电源的随机性增大了负荷预测的难度 需求思索未来微网接入，原规划流程不再适用 对配电网构造发生深化影响 应对原有的将配电网作为无源系统进展规划的方法已不再顺应微网环境下的系统规划要求。24 24 2525含高浸透率微网的大电网运转 微网内部电源出力一方面受天气等影响，另一方面在一定程度上也受用户或业主控制，给大电网调度带来困难 微网本身具有能量管理系统，只根据本地信息进展管理，需求与大电网进展协调 微网本身又是一个可控单元，电网可以对其进展调度，这也为电网运转控制提供了

22、灵敏性 高浸透率下含微网的电网短期负荷预测新算法 高浸透率下含微网电网调度技术与规范的改良措施，优化调度方法 微网EMS与电网EMS的协调配合机制，高浸透率下含微网的电网运转方式的快速分析与决策方法 高浸透率下含微网的电网电能质量检测、分析实际和综合控制方法 微网与电网平滑并网与分别的方法与控制战略 含微网的电网黑启动技术，电网缺点情况下微网穿越运转，微网电源缺点或退出情况下，电网对微网的紧急援助等方案的实际与技术 微网的接入，既给电网运转带来了更高的复杂性，也为大电网运转控制添加了灵敏性。25 25 应对26 微网内电源暂态特性不同，馈入配网短路电流特性复杂 分布式可再生能源电源运转方式多变

23、，大电网缺点检测及维护整定困难 配网成为多电源复杂网络，运用传统单电源辐射网的电流维护存在灵敏度低，维护范围小，甚至失去选择性等问题 微网与外部电网维护缺乏配合 微网影响电网维护系统评价体系微网影响电网维护系统评价体系高浸透率微网接入后，传统维护高浸透率微网接入后，传统维护系统的顺应性问题和技术改造方系统的顺应性问题和技术改造方法法研讨含高浸透率微网的电网维护研讨含高浸透率微网的电网维护根底实际、构建方式、整定配合根底实际、构建方式、整定配合原那么原那么微网解列和缺点穿越运转的根本微网解列和缺点穿越运转的根本原那么，以及电网、微网维护的原那么，以及电网、微网维护的协调配和机制协调配和机制 微网

24、的接入，对大电网的缺点特性、维护构建方式带来了深化的影响。 高浸透率下包含微网的大电网维护战略26 26 应对应对27 在电力市场不同的开展阶段，微网接入后产生的问题 在电力市场环境下，建立不同类型微网的经济模型 微网接入后对原有的电能买卖方式的影响 含微网的电力市场的市场机制与竞价战略 微网接入后与电网运营系统的协调与匹配问题 研讨鼓励可再生能源参与电力市场竞争的政策鼓励机制 微网能够使电力公司和用户之间构成一种新型关系，对电力市场产生深化的影响。微网与大电网的电能买卖方式27 27 应应对对28微网政策和管理机制 微网规范体系研讨微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网

25、应对微网接入的战略体系研讨 微网中心技术框架 微网研讨意义及定义1234567目目 录录21 21 目前国际上仅有“IEEE 1547分布式电源DG与电力系统互连系列规范中的1547.4号规范涉及微网内容，但该规范尚为草案稿，没有正式出版。与微网相关的规范主要有各国分布式电源并网运转规范、电能质量规范等. 第五章第五章 微网规范体系研讨微网规范体系研讨2929 29 国内相关规范国内相关规范30我国目前尚无分布式电源并网规范。与微网相关主要有：电能质量规范、光伏和风电的并网规范以及配电网相关规范 国内相关规范国内相关规范风电并网风电并网光伏并网光伏并网电能质量电能质量GB 20194-2019

26、GB 19939-2019GB 20196-2019GB 20193-2019GB 14549-1993GB 15945-2019GB 12325-2019GB 18481-2019GB 15543-2019GB 17625.6-2019Q/GDW 156-2019GB 50293-2019GB 14285 E-2019GB 50052-201930 30 微网规范体系微网规范体系设备规范设备规范设计规范设计规范独立运转独立运转规范规范并网运转并网运转规范规范交换功率小于交换功率小于10MW的微网的微网交换功率大于交换功率大于10MW的微网的微网 对微网的各组成元件进展规定对微网的各组成元件进

27、展规定设备规范设备规范设计规范设计规范 对微网的组成、微电源控制方式、能量管理、对微网的组成、微电源控制方式、能量管理、维护以及通讯系统设计等进展规定维护以及通讯系统设计等进展规定 独立运转独立运转规范规范 规范独立运转时微网发电和负荷管理、电压规范独立运转时微网发电和负荷管理、电压/ /频频率控制、运转稳定性、平安维护与控制、冷负荷率控制、运转稳定性、平安维护与控制、冷负荷启动、监测和通讯、电能质量、安装与测试等启动、监测和通讯、电能质量、安装与测试等 并网运转并网运转规范规范 按其与配电网交换功率的不同分为小于按其与配电网交换功率的不同分为小于10MW10MW的的微网与大于微网与大于10M

28、W10MW的微网并网规范的微网并网规范 我国的规范体系我国的规范体系31 31 32微网政策和管理机制微网政策和管理机制 微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网应对微网接入的战略体系研讨 微网中心技术框架 微网研讨意义及定义1234567目目 录录21 21 33微网政策与管理的国内外现状微网政策与管理的国内外现状33兴隆国家尚未制定针对微网的政策与管理制度，现有政兴隆国家尚未制定针对微网的政策与管理制度，现有政策与管理都是关于分布式发电的。策与管理都是关于分布式发电的。欧盟政策欧盟政策的中心是的中心是支持和鼓支持和鼓励分布式励分布式电源的开电源的开展展 补贴配电运营商由

29、于分布式电源而添加的本补贴配电运营商由于分布式电源而添加的本钱和减少的利润钱和减少的利润 经过多种途径对分布式电源用户进展补贴经过多种途径对分布式电源用户进展补贴 33 33 积极配合可再生能源法等，推进微网市场化运营规范各方投资受害，促进微网投资开展规范微网并网合理有序，保证电网平安稳定运转核准微网一切权、运营活动及建立各方资质34经过国外在该领域的相关情况，结合中国国情和国家相关政策法律背景，提出微网政策管理体系应包含如下四项根本政策和管理制度：微网政策与管理体系微网政策与管理体系34 34 35微网政策与管理体系微网政策与管理体系35微网的准入制度 微网的并网管理 微网一切者的资质 微网

30、一切权和运营活动的方式问题 微网的并网审批管理 制定微网相关规范 从一切权方式和运营活动的角度来划分，微网可有多种方式。我国应该根据宏观政策结合本身国情制定相关政策和管理规定，确定各种方式的合法性。还要对微网一切者资质和运营活动做出规定 35 35 并网费，由微网用户一次性支付 系统运用费，周期性支付 36微网政策与管理体系微网政策与管理体系微网的接入添加了电网公司的资本和运营支出 微网的并网收费政策 补偿电网公司的本钱 电量上网准入电量上网准入 上网电价上网电价 微网电量上网 及其及其他相关法规他相关法规 36 36 37微网政策和管理机制 微网规范体系研讨 微网相关前瞻性外延技术及要求微网

31、相关前瞻性外延技术及要求 结论 大电网应对微网接入的战略体系研讨 微网中心技术框架 微网研讨意义及定义1234567目目 录录21 21 38前瞻性技术在微网中的运用正在研讨、开展的电气工程及其他领域的前沿性技术在微网中新的运用方式和技术 微网的前瞻性外延作用微网本身对于大电网、或对电网之外的其他领域产生技术经济性能影响的新运用方式和技术微网的相关前瞻性外延技术目前尚未构成一个明晰界限的概念，从广微网的相关前瞻性外延技术目前尚未构成一个明晰界限的概念，从广义上，在电气工程学科中、在今后的微网建立中开展起来的新技术都义上，在电气工程学科中、在今后的微网建立中开展起来的新技术都属于前瞻性外延技术，包含两类：属于前瞻性外延技术，包含两类：+充分发扬微网的技术经济潜力充分发扬微网的技术经济潜力 提高微网的技术