微电网运行与控1

微电网运行与控制2014-2015学年

第一学期7/8/20241微电网运行与控制第一章微电网概述第二章微电网组成元件第三章微电网基本控制方法第四章微电网多代理优化控制方法第五章微电网保护7/8/20242第一章微电网概述1.1什么是微电网1.2为什么要提出微电网1.3微电网现状7/8/202431.1什么是微电网？7/8/20244大电网小电网微电网1.1什么是微电网？美国定义：微电网是由分布式电源和电力负荷构成，可以工作在并网和独立两种模式下，具有高度的可靠性和稳定性。日本定义：微电网是指在一定区域内利用可控的分布式电源，根据用户需求提出的溪小学系统。欧洲定义：利用一次能源；使用微型电源，并可冷、热电三联供；配有储能装置；使用电力电子装机进行能量调节；可以工作在并网和独立两种模式下。7/8/202451.1什么是微电网？共识：各种分布式发电、储能单元、负荷及监控和保护装置的组成的微型发供电系统；具有灵活的运行方式和可调度性能，能在并网/离网两种模式之间切换。7/8/202461.1什么是微电网？分布式发电种类：光伏发电风力发电微型燃气轮机燃料电池生物质发电海洋能发电地热发电小型柴油发电机微型水利发电机7/8/202477/8/202487/8/202491.1什么是微电网？特点：多种能源接入：风力发电，光伏发电，燃气轮机，燃料电池，生物质发电等；多种产品输出电、冷、热多种转换单元光/电、热/电、风/电；直流/交流，等多种运行状态可以电网联接运行（并网模式）也可以脱离电网运行（独立模式）功率可调度微电网整体对于大电网是一个功率可控的系统，功率可以调动7/8/202410第一章微电网概述1.1什么是微电网1.2为什么要提出微电网1.3微电网现状7/8/2024111.2为什么要提出微电网？集中式电网不足能源短缺和环境污染提供电网接纳分布式发电能力7/8/2024121.2为什么要提出微电网？集中式电网不足：7/8/202413初期投资大，电网改造费用大；发电、输电、配电环节分离，通常为长距离供电；给偏远地区供电，线路架设费用大，施工困难；发生电网事故，会导致大面积停电，可靠性差；1.2为什么要提出微电网？7/8/202414太贵了，建不起1.2为什么要提出微电网？集中式电网不足：7/8/202415给偏远地区供电，线路架设费用大，施工困难；太远了，我够不着1.2为什么要提出微电网？集中式电网不足：7/8/202416初期投资大，电网改造费用大太高了，我够不着7/8/202417大规模停电事件2003年美国东北部和加拿大大停电

2006年欧洲大停电2008年中国湖南省大停电2009年巴西和巴拉圭停电事件2012年印度大停电2012年印度大停电

2012年7月30日和31日的大规模停电事故让印度东北部六亿七千万人受到影响。在8月1日电力恢复之前，大约有一半的印度人因为电力系统瘫痪而在黑暗中度过了两天两夜，受影响人数占到了全世界人口的十分之一。停电事故的根源一直充满争议。7/8/202418

2003年8月15日，纽约市民在停电期间步行走过布鲁克林大桥。长达两天的停电事故波及5000万人，从加拿大东南部到美国东北部地区都受到影响，也让许多公共交通设施停摆。美国-加拿大电力系统故障特遣部队调查结果显示设备故障和人为原因是造成这次事件的罪魁祸首，供电线缆碰到了周围的树木导致了停电。7/8/2024192008年2月中国部分地区经历了一场50年一遇的雪灾，这次雪灾对湖南地区的电网设备造成了巨大的破坏，让450万人在没有电的情况下生活了两个星期之久。中国政府宣布已经有11名电力工作者在抢修设施的过程中殉职。7/8/2024207/8/2024212008年的那一场雪7/8/2024222008年的那一场雪1.2为什么要提出微电网？集中式电网不足能源短缺和环境污染提供电网接纳分布式发电能力7/8/2024231.2为什么要提出微电网？能源短缺和环境污染7/8/202424石油：资源的储量为10195亿桶，可供开采43年，高成本油田可供人类开采240年；天然气：埋藏量为144万亿立方米，可开采63年，高成本气田可供开采452年；煤炭：埋藏量10316亿吨，可开采231年；------------------------------------华丽的分割符--------------------------------------------------核燃料：铀已探明储量436万吨，可供72年使用(海水中的铀可供使用1万年，利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年)；利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600万年(DT反应)，而利用重水的DD反应，则开采年限为60亿年，将成为人类取之不尽、用之不竭的新型能源。

水能：可再生能,可开采3.8亿千瓦，已开发0.72亿千瓦.风能：可再生能,是目前世界上增长最快的能源，年增长率达27%,2.5亿千瓦.太阳能：可再生能,620大卡/平方厘米·年，平均年日照2000小时。2013年日本发生地震，导致福岛第一核电站出现泄露1.2为什么要提出微电网？集中式电网不足能源短缺和环境污染提供电网接纳分布式发电能力7/8/2024291.2为什么要提出微电网？提供电网接纳分布式发电能力7/8/2024301.2为什么要提出微电网？提供电网接纳分布式发电能力7/8/202431影响大电网功率平衡影响大电网继电保护3、降低大电网电能质量1.2为什么要提出微电网？微电网优点：1、利用一切可能的发电技术、大多为可在能源；2、电能就地消耗，避免长距离输电费用；3、根据负荷灵活增加新的发电容量，减小改造费用；4、可以工作在离网下，提高供电可靠性；5、对于大电网而言微电网是以功率可控单元，减小间歇电源对大电网侧冲击；7/8/202432第一章微电网概述1.1什么是微电网1.2为什么要提出微电网1.3微电网现状7/8/2024331.3微电网现状（1）微电网示范项目（2）微电网种类（3）微电网未来发展趋势7/8/2024341.3微电网现状（1）微电网示范项目以政府或国家电网公司支持，建设微电网示范项目美国：

美国电力公沃纳特微电网测试基地；

美国北部电力系统曼德瑞沃微电网示范项目；

美国范特蒙特微电网示范项目

美国能源部制定”GRID2030”计划；

发展方向：提高供电可靠性7/8/2024351.3微电网现状（1）微电网示范项目

日本：

建立爱知，京都，八户，仙台等微电网工程目标：能源短缺，提高新能源接入能力欧盟：

希腊基斯诺斯微电网工程荷兰

bronsbergen

建立微电网工程德国manheim-wallstadt

多微电网项目欧盟科技框架计划(frameworkprogramme)推动微电网发展

目标：电网坚强性7/8/202436日本仙台微电网示范项目7/8/2024371.3微电网现状（1）微电网示范项目

中国：浙江

东福山岛浙江省电力试验研究院设计的浙江东福山岛风光柴海水淡化综合系统，安装7台单机容量30kW的风力发电机组、100kWp的光伏发电系统及一套50t/d海水淡化系统，总装机容量300kW，并装设有蓄电池组进行调节，是目前国内最大的离网型综合微网系统。7/8/2024387/8/202439三、微电网现状（1）微电网示范项目中国：浙江

东福山岛浙江省电力试验研究院设计的浙江东福山岛风光柴海水淡化综合系统，安装7台单机容量30kW的风力发电机组、100kWp的光伏发电系统及一套50t/d海水淡化系统，总装机容量300kW，并装设有蓄电池组进行调节，是目前国内最大的离网型综合微网系统。7/8/202440三、微电网现状（1）微电网示范项目

中国：2、浙江南麂岛微电网由12台100千瓦风力发电机组、1000千瓦光伏发电系统、30~50千瓦波浪能发电系统、300千瓦蓄电池及1400千瓦备用柴油发电机组成。该工程还要引入电动汽车储能系统。3、南京供电公司科技综合楼的微网控制风光储系统包含50千瓦光伏发电、2*5千瓦屋顶风电、50千瓦1小时的铅酸蓄电池储能。4、中新天津生态城智能电网综合示范工程中新生态城微网系统是由智能营业厅屋顶30千瓦光伏发电、6千瓦风机发电、储能装置、能量转换装置、营业厅10千瓦照明及5千瓦充电桩负荷、监控和保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统7/8/202441三、微电网现状（2）微电网分类1、按接入电压等级

低压微电网（接入电压等级380V）

高压微电网（接入电压等级10KV）2、按功能需求单一微电网；多种类设备微电网；公用微电网：凡是满足一定技术条件的分布式发电和微电网都可以接入，它根据用户对可靠性的要求进行负荷分级，紧急情况下首先保证高优先级负荷的供电3、按交直流类型直流微电网：交流微电网：交直流混合微电网7/8/2