微电网集群控制与能量调度分析报告-培训课件

微电网集群控制与能量调度2023年7月24日汇报目录1.分布式光伏并网对配电网的影响2.微电网概念与特征3.国内外研究现状4.典型微电网示范工程5.面向配变低压台区的微电网技术6.台区微电网技术发展建议2分布式光伏接入电网带来的影响：ꢀꢀ“十三五”末，我国分布式光伏发电装机规划达7000万千瓦，建设重点是工业园区和农村地区。•

现有规划设计方法难以满足大规规划模分布式发电接入需求。ꢀꢀꢀꢀ大量分散、间歇性、随机性的分布式电源接入电网，极大地增加了电网复杂性和管控难度，对电网的安全、可靠、经济运行产生重大影响，对电网的规划、装备、调控等带来巨大挑战。•

现有变流器/量测保护装置难以支撑高渗透率分布式电源灵活并网。•

现有调控技术难以适应多类型分布式电源出力特性差异。ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ如何保障分布式发电能够规模有序、安全可靠、经济高效地接入电网，实现可再生能源与电网友好协调及高效消纳，成为能源与电网领域的重大科学命题与迫切需求。31.并网对配电网的影响01

对配电网运行的影响n

改变潮流方向和分布，可能出现电压越限和电流过载n

影响短路电流分布，引起保护拒动和误动、影响重合闸和备用电源自投成功率，增加控制协调难度n

带来电压波动闪变、谐波、三相不平衡等电能质量问题n

形成非计划孤岛，给电网检修人员和电力用户带来安全风险n

改变系统供电负荷曲线，对系统有功平衡带来挑战，影响系统安全运行以海宁示范区110kV尖山2号变供电区为例，分布式光伏渗透率达到63%，净负荷曲线的峰谷特性发生明显改变，低谷出现在正午，仅为日高峰的30%。浙江海宁尖山变2017.11.9负荷（晴好天气）41.并网对配电网的影响对配电网规划的影响02n

改变负荷增长模式，增加电力系统的负荷预测的不确定性n

多个发电机节点，增加配电网优化规划的难度n

接入供电容量充裕的区域会降低供电设施利用率，影响规划方案的投资回收对配电网管理的影响03n

增加并网管理的复杂性n

增加调度管理的复杂性n

增加运行管理难度51.并网对配电网的影响_解决方案ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ针对大规模分布式光伏发电接入配电网带来的诸多问题，在众多解决方案中，以微电网/微网群的形式进行统一管控，是保证大量光伏有序接入、有序消纳的有效途径。目前世界范围内已有很多用微电网来解决大规模分布式电源无序接入带来负面影响的案例。分布式发电微电网多微电网6汇报目录1.分布式光伏并网对配电网的影响2.微电网概念与特征3.国内外研究现状4.典型微电网示范工程5.面向配变低压台区的微电网技术6.台区微电网技术发展建议72.微电网概念与特征_与分布式电源、大电网关系大电网：是随着电力工业发展的需要逐步发展起来的，作为大机组、大电源高效开发利用的解决方案，以及实现大范围资源优化配置的平台，是目前各国电网的主要形态。大型电厂升压变枢纽变电站分布式电源：作为大电网的有益补充，随着风能、太阳能等新能源发电技术和冷热电多联供技术的进步，以及在我国能源产业化转移的新形势下，以实现能源安全、清洁、高效利用的风、光分布式发电得到迅猛发展。配电变压器配电变压器燃气轮机内燃机配电变压器内燃机商业建筑光伏电池微电网：分布式发电应用的高级拓展和高级应用，是高渗透率风电、太阳能等间歇性新能源并网的解决方案。燃气轮机飞轮储能燃料电池商业建筑居民工厂企业82.微电网概念与特征_概念的提出n

美国最早提出微电网概念主要是为了解决供电可靠性问题。上世纪八九十年代发生的几次大停电事故，引起美国对电力系统可靠性的高度关注。鉴于建设输电网受到投资、征地、环保等诸多因素的制约，美国电力可靠性解决方案协会（CERTS）1999年提出了ꢀ“微电网”概念。美国微电网定位于以合理的成本提高供电可靠性。n

欧盟和日本等国将微电网作为高渗透率分布式可再生能源并网的一种解决方案。为解决分布式发电简单并网运行对电网和用户造成的冲击，2001年美国威斯康辛大学BobꢀLasster等学者提出采用微电网形式更好地发挥分布式发电潜能。欧盟及日本将发展微电网作为一种新型分布式能源网络化供应与管理的技术解决方案，满足高渗透率分布式可再生能源并网的需要。92.微电网概念与特征_概念定义微电网是指由分布式发电、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成（必要时含储能装置），是一个能够基本实现内部电力电量平衡的小型供用电系统，微电网分为并网型微电网和独立型微电网。《微电网接入电力系统技术规定》

GB/T33589-2017微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统。微电网分为并网型和独立型，可实现自我控制和自治管理。并网型微电网通常与外部电网联网运行，且具备并离网切换与独立运行的能力。《关于印发<推进并网型微电网建设试行办法>的通知》（发改能源〔2017〕1339号）102.微电网概念与特征_内涵特征n

《关于印发新能源微电网示范项目名单的通知》（发改能源〔2017〕870号）：新能源微电网的可再生能源电力渗透率（可再生能源发电装机容量/微电网内峰值负荷）应不低于50%；清洁能源电量自给率（清洁能源发电量/园区总用电量）应不低于50%；微电网与主网单一并网点交换功率不得超过与大电网连接变电站的单台变压器容量等。注：（分布式发电的年发电量不宜低于微电网总发电量的30%）《推进并网型微电网建设试行办法》

2017-7112.微电网概念与特征_定位与作用122.微电网概念与特征_关键技术微电网控制架构ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ控制系统采用集中管理和分层控制的思想，对整个系统中的设备进行分层/分级控制。解决分布式光伏、储能及负荷的协调控制，保证微网内功率自治平衡，进而进行优化调度。ꢀꢀꢀ基于预测数据，建立优化模型，制定日前与超短期调度指令并下发控制器m级、h级对系统控制模式进行管理，应对功率缺额进行二次调整s级、m级、h级在设备层响应超短期调度进行实时控制，并根据功率突变进行实时平衡ms~s级132.微电网概念与特征_宏观效益n

微电网发展的效益-宏观l

对经济的影响：将改变电力市场交易模式（用户直接从微电网购电）、利益分配平台（开放、公平和透明的利益分配平台，用户电价将反映电力供应侧成本的变化）微电网l

对技术的影响：促进可再生能源发电和低排放微源的使用、推进高能效技术的发展（如热电联产）、提出新的研究领域（如：微电网规划技术、建模仿真技术、多目标实时优化控制技术、通信技术、储能技术等）l

对环境和社会的影响：环境政策激励措施和财政激励政策的不断出台、公众节能减排意识的增强142.微电网概念与特征_微观效益n

微电网的效益-微观15汇报目录1.分布式光伏并网对配电网的影响2.微电网概念与特征3.国内外研究现状4.典型微电网示范工程5.面向配变低压台区的微电网技术6.台区微电网技术发展建议163.国内外研究现状_国外现状随着新能源发电、储能技术及新型负荷的发展，微电网技术的研究应用在全球日益受到关注。目前微电网仍以关键技术研究和应用示范为主，实现商业化运营的案例较少。中国、美国、日本在该领域居全球领先地位。根据统计数据，亚太和北美地区已成为微电网发展最快的两个地区，规划、在建和已建成的合计容量各占全球的42%。主要应ꢀꢀꢀ用领域为工商业、居民、学校、军事基地和偏远地区。从实际已投产情况来看，中国虽起步较晚，但近几年发展迅猛。预计未来十年，亚太地区仍将保持快速增长，将超过全球容量的50%。全球微电网发展情况173.国内外研究现状_国内现状ꢀꢀ

2015年7月，国家能源局发布《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》，鼓励新能源微电网建设，推动形成分布式能源系统创新管理模式和先进技术体系。

2017年5月，《关于新能源微电网示范项目名单的通知》发布，首批28个项目获批。

2017年7月，《推进并网型微电网建设试行办法》正式发布，促进并规范微电网健康发展。国内微电网起步相对较晚，但发展迅猛，已经初步建立了关键技术研究体系及一些示范工程。中国电力科学研究院有限公司等多加单位在国家973、863、重点研发计划等项目支持下开展了相关研究工作。ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ目前我国微电网研究侧重于微电网的控制和优化技术、并网和离网模式无缝切换、交直流混合微电网和多微网协同优化运行等。183.国内外研究现状_未来发展方向ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ未来微电网将向综合能源网发展，将电力、燃气、水务、热力、储能等资源捆绑为整体资源，实现电网络、热网络与冷网络三个彼此耦合，统一解决有关能源的有效利用和调峰问题。相较热网络和冷网络，电网络具有易互联、损耗小、传输快等特点，将成为来综合能源网的核心，也给电网发展带来机遇。互联网技术冷热联供技术分布式发电技术储热技术大数据储能技术多能互补技术物联网技术云储能技术当前微电网未来微能网19汇报目录1.分布式光伏并网对配电网的影响2.微电网概念与特征3.国内外研究现状4.典型微电网示范工程5.面向配变低压台区的微电网技术6.台区微电网技术发展建议204.典型微电网示范工程ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2012年3月，能源局委托中科院、天津大学、中国电科院等科研机构开展《中国“十二五”微电网发展战略研究》课题研究，提出“十二五”期间在全国推广建设30个新能源微电网示范工程。2017年5月，《关于新能源微电网示范项目名单的通知》发布，28个项目获批。“十二五”微电网示范类型和数量汇总总功率分类项目类型数量（MW）30海岛独立微电网有水电地区独立微网无水电地区独立微网风光互补和城市微网ꢀ52独立微电网80315联网微电网合计203018030521214.典型微电网示范工程序号1工程名称建成时间

序号工程名称吐鲁番新能源微电网建成时间2012河南财专光伏储能项目2010201020112011201120112011201120112011201120112011201120121617181920212223242526272829302珠海市东澳岛风光柴储智能微电网天津生态城二号能源站综合微电网微电网天津生态城公屋展示中心微电网承德生态乡村风光储智能微电网西安世园会微电网试点蒙东陈巴尔虎旗微电网试点工程蒙东太平林场微电网试点工程东福山岛风光储柴项目西藏阿里光伏储能项目常熟离网型微电网市政平台嵊山岛再生能源多能互补独立电力系统示范工程金风亦庄微电网2012320124201252012620127南京供电公司科技综合楼微网控制风光储系统ATL宁德新能源科技园区风光储能项目河南光伏储能联合微电网系统（ATL/国网）东莞市松山湖国家高新科技园区风光储能项目常州天合光伏储能项目2012820129青海省玉树州杂多县微电网吐鲁番屋顶光伏电站20121011121314152012张北风光储微电网2012北京左安门公寓智能小区分布式电源及微电网浙江分布式发电储能及微网接入控制试点西藏日喀则地区吉角村微电网新奥能源生态城2012北京未来城微电网试点南麂岛微网项目20122013江西电科院微电网厦门五缘湾微电网2013

2224.典型微电网示范工程序号313233343536373839404142434445工程名称建成时间

序号工程名称扬州经济技术开发区智能电网综合示范工程西藏阿里地区狮泉河水光储互补微电网西藏那曲地区丁俄崩贡寺微电网项目珠海市担杆岛微电网系统建成时间201320132013201420142014201420142014201420142014201520152015青海省玉树分布式光水蓄互补系统上海BMW研发中心智能微电网项目辽宁电力会议中心微电网201320132013201320132013201320132013201320132013201320132013464748495051525354555657585960大连博融公司智能微电网项目北京新能源产业基地浙江鹿西岛微电网万山海岛新能源微电网示范项目海南独立光伏智能微电网项目青海省海北州祁连县离网型微电网项目青海省南州共和县离网型微电网项目中节能青海治多县2.4Mw微电网海南三沙市永兴岛500kw独立光伏微电网中科大先进技术研究院500kw园区微电网青海门源光伏储能项目海南光伏智能微电网宿迁戴场岛微电网北京延庆智能微电网西藏阿里地区措勤县微电网示范工程国网河北省电科院光储热一体化微电网福建湄洲岛储能与微电网江苏大丰市风电淡化海水微电网珠海万山海岛新能源微电网示范项目山东长岛微电网浙江瑞安北麂岛1.5MW金太阳项目江西共青城智能电网综合示范工程长沙高新区微电网示范基地（计划）234.典型微电网示范工程国内微电网工程发展情况能源互联网+小水电ꢀ/光储微电网群浙江南麂岛微网厦门五缘湾小区微电网浙江鹿西岛微电网江西共青城/扬州智能电网综合示范工程青海省玉树分布式光水蓄互补微电网西藏阿里地区微电网蒙东陈巴尔虎旗微电网新奥能源生态城微电网吐鲁番新能源微电网蒙东太平林场微电网试点工程交直流混合微电网实验室天津中新生态城微电网东澳岛风光柴储智能微电网北京左安门智能小区微电网河南财专光储微电网244.典型面向台区的微电网示范工程蒙东微电网动态自适应式双向电流保护控制方法，实现多类型微源的“即插即用”高效兼容，实现微电网快速保护与运行控制。基于自平衡和自平滑理论的控制方法，通过自平衡度控制与电网协调互动，通过自平滑度控制减少功率波动对电网冲击。分布式发电、配电网与负荷的优化分组设计方案，实现多态运行模式和灵活网络结构。254.典型面向台区的微电网示范工程蒙东微电网带来的积极作用Ø提高了新能源资源有效利用；Ø提高了供电可靠性，减少了停电时间；Ø降低网损；Ø提高供电质量。带来的直接经济效益Ø微网和分布式电源年电费收入19.2万元；Ø降低网损率增益1.6万元；Ø降低运维成本33.66万元。带来的间接经济效益Ø因抵御自然灾害等带来的供电中断节约经济效益40万元。带来的总经济效益94.46万元26汇报目录1.分布式光伏并网对配电网的影响2.微电网概念与特征3.国内外研究现状4.典型微电网示范工程5.面向配变低压台区的微电网技术6.台区微电网技术发展建议275.面向配变低压台区的微电网技术台区微电网的概念ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ以配电台区供电区域内的各类传统负荷、包含蓄冷蓄热和电动汽车在内的可控负荷、分布式光伏为基础，配置一定容量的储能设备，构成微电网，实现配电低压台区内“网-源-荷-储”的灵活互动、协调控制和能量优化，满足分布式光伏的就地高效消纳、负荷的友好互动。285.面向配变低压台区的微电网技术台区微电网控制方案及控制目标“台区内自治”-“台区间协同”-“与主网协调”的三层控制架构构架主网交互通过台区-主网两级联合调度，ꢀ实现“源-网-荷-储”协同，提升消纳能力，实现系统多目标优化。协同与主网交互电源外送台区间高效通过台区间协调互济，进一步消纳大规就近消纳台区间协调

模分布式光伏的接入。利用储能、蓄冷、蓄热、电动汽车等可控单元，通过协调控制最大程度保证台区内功率实时平衡，实现自治控制台敏捷台区内控制本地平抑

区内295.面向配变低压台区的微电网技术台区微电网控制架构及控制系统上级电网10kV/0.4V305.面向配变低压台区的微电网技术台区微电网控制系统功能设计

台区有序用电控制功能具体功能：

配电变压器电气量监测

台区状态监测

台区内源储荷协同控制

台区内负荷控制

双向信息流即插即用功能

存储密钥及加解密运算功能

分布式无功电压安全控制

分布式电源监控功能315.面向配变低压台区的微电网技术A.ꢀ台区内：自治消纳控制-提高台区内分布式光伏的消纳能力ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ台区内通过配置储能或混合储能系统，基于时域或频域的平抑算法，可最大程度平滑规模分布式光伏并网输出功率的波动性，减小台区微电网与主网交换功率的大小和波动性，最大程度实现台区内规模分布式光伏的最大化消纳，实现台区内功率自治控制。ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ微电网技术最大程度实现了台区内自治平衡，自治平衡程度一方面取决微网内各单元的配比，另一方面取决于中央控制器制定的策略。325.面向配变低压台区的微电网技术B.ꢀ台区间：功率协调控制-进一步提高大规模分布式光伏接纳能力台区间通过广域对等互联和自治消纳控制ꢀꢀØ对内可最大程度适应大规模光伏接入配电系统的动态特性Ø对外可实现更多辅助服务功能，以群的方式参与系统优化台区可独立运行也可参与台区间集群调控台区间集群调控系统作为台区调控系统的延伸，即在原有控制架构上叠加一层台区集群调控层335.面向配变低压台区的微电网技术C.ꢀ与主网交互：协同优化控制-作为决策变量参与系统多目标优化Ø参与系统最优潮流计算Ø参与系统削峰填谷工作Ø参与系统调压服务配电网EMS配电网层级定制优化Ø台区微电网等效为PQ节点，作为决策变量参与系统最优潮流计算，达到网损最小、母线电压总偏差最小等优化目标。345.面向配变低压台区的微电网技术C.ꢀ与主网交互控制模式及控制策略Ø参与系统最优潮流计算Ø参与系统削峰填谷工作Ø参与系统调压服务配电网EMS配电网层级定制优化削峰填谷Ø台区微电网等效为PQ节点，在台区负荷高峰期输出功率、在低谷区输入功率达到整个台区削峰填谷的运行目标。355.面向配变低压台区的微电网技术C.ꢀ与主网交互控制模式及控制策略Ø参与系统最优潮流计算Ø参与系统削峰填谷工作Ø参与系统调压服务配电网EMS配电网层级定制优化Ø配电网因主网发生故障失去电压频率支撑后，通过孤岛划分，各子区域由台区微电网作vf节点来支撑子区域电压。365.面向配变低压台区的微电网技术n

面向台区微电网的运营模式ꢀ《推进并网型微电网建设试行办法》Ø

并网型微电网应源-网-荷一体化运营，具有统一的运营主体Ø

鼓励各类企业、专业化能源服务公司投资建设、经营微电网项目；鼓励地方政府和社会资本合作（设和运营以特许经营等方式开展微电网项目的建Ø

电网企业可参与新建及改（扩）建微电网，投资运营独立核算，不得纳入准许成本