微电网在智能电网中的作用.docx

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1、微电网在智能电网中的作用摘要关键词:微电网是局部的电力系统，因此可能会或可能不会连接到配电系统，通常它由局部操作掌握。微电网的关注度正逐步提升，它很可能将致使微电网连接数分布网络增加。目前，还不能很好的将微电网并入配电系统-它们在稳定构方面有着成潜在威逼。然而，微电网重点是简单的掌握，用以管理其特定的挑战，这样能解决很多的问题，也是实现智能电网需要克服的。这本文研讨了一些涉及的问题微型电网连接的分销网络，并说明微电网如何在智能电网的进展中发挥了关键作用。切负荷，微电网，可再生能源，智能电网，稳定性，存储。1 .介绍对“微电网”的定义有很多，但在这些定义中，我们感爱好的是一个小的自足电力系统中，

2、能给消费者供应电压，在发电机和负荷组合在一起单一的地理位置，其中一些可再生能源发电，这些资源在当地的掌握权施加在地方一级。首先是它是可再生的一代，这是特别重要的，由于越来越大的气候变化压力让人特别担忧；其次，它使掌握更具挑战性，尽管微电网获得普及，但是它们解决一些关键问题的潜力，在智能电网的进展问题始终没有充分发挥出来。由于其有着各种好处，微电网这在吸引人们的关注叶，这包括： 提高牢靠性，微电网可以供应连续的或备份的电源，例如制造和安装； 在敏感应用程序方面有着更高的功率的平安性，如政府和军方； 本地能拥有掌握权和全部权，从而可以使当地运营商打算的电能质量水平； 假如严格掌握资源，那么可再生能

3、源所占的份额较高； 假如可再生能源占一个足够的份额，而不是只是一个象征性的，那这很有利于改善环境；降低了往偏远地区的运输成本；余热采用，在应用中可以结合实际实行热电联产；目前，世界各地的很多微电网试验性质的，被用来调查问题，如可再生能源发电的普及率高，稳定性好，孤立性好和爱护性好。然而，也有很多由于其特定的位置或应用程序被应用于商业上，是可行的实际微网。其中一个例子是电力系统安装在一个孤立的葡萄牙岛弗洛雷斯。微网的试验设施的一个例子是澳大利亚联邦科学与工业争论组织（CSIRO）o这家工厂是唯一的在其掺入三种类型的太阳能光伏技术（PV）,两种类型的风力发电，和三种类型的电池技术（标准铅酸，CSI

4、ROdeveloped的设电池，浪化锌液流电池），如图lo从本文说明一些常见问题微电网和智能电网这些设施中发觉一些结果。2x6OWGas TurtwAustralian Minigrid3 x 2(XW Wrj 710KWh BaHery 90*WTurbineStorage SdarPVRenewable Energy Integration Facility,lkW vertical Axts 30kW Ga9 23kW G4kW TestWnd TftMe Turtne Solar PV Load BankVirtual Power Station Microgrid t,er16kW1

5、kW1kWWdBattery BankSoUrPVTurbnTIER 3Utility GridSite Loads图1.澳大利亚纽卡斯尔CSIRO的微电网试验设施2 .微电网的进展为了获得更多的量化的角度，调查使用Harzing的发布或灭亡，进行2000年和2022年之间上市的出版物有“微网”的话题，轶事证据（媒体报道和个人争论）提出微电网的爱好日渐深厚。搜寻限制类别“工程，科学和数学”和排解任何文件包含单词“集群”，为了避开计数有关论文生物微阵列或计算机集群。图2显示了以上分析结果。一个快速不断提升的趋势可以观看到。2022年数字的削减是由于这样的事实而并非全部的文件，依据今年发布的数据尚

6、未消失这种状况。除了这，在微电网中的快速增长是明显的论文。图2.论文中含有“微电网”的数量统计3 .微电网的可再生能源发电可再生能源面临的主要挑战是其间歇性。图3示出了一个抱负的模型太阳能光伏阵列的功率输出曲线图，是一个简洁的余弦函数。它也显示了在一个阳光明媚的日子与云彩在冬季，实际功率从数组CSTRO的微电网设施输出。从一年的结果来看整体还是在一个较低的输出。更具挑战性是云造成电力快速波动。其中的一些可用功率可到达90%,而且削减这一数据也就是几秒钟的事。120(M上)0-0 JOMOd00806040200Time (hour)图3.光基于模型与实际数据相比伏发电输出首先，生成和负载不平衡

7、是由于当任何一个系统从一个平衡点移动由可再生能源的发电或转变转变负载。在连接到公用电网，微电网中的不平衡被假定为净进口，平衡出口到电网。然而，这可能不是的状况下，由于欲望的满意合同义务,或评级链接到电网。止匕外，在孤立的微电网，其中包括大部分是商业微电网。迄今为止，在这种状况下，这是不行能的。微电网具有任何配电系统的同样的挑战,但很更少的资源来迎接这一挑战-换句话说，微电网是比一个公用事业规模更细化的电力的系统。二，由快速波动，电压闪变再生资源的变化所造成的电力。虽然这是一个临时性的问题，但它可能会导致其他的问题。三，由于微电网中电器的条件瞬息万变，这会导致振荡的产生，当这种状况消失时电力系统

8、消失不稳定。这种不稳定可以引起设施瞬间超过其额定容量和跳闸关闭。这反过来又可以导致之间的不平衡生成和负载，并可能导致进一步的不稳定，最终导致彻底崩溃微电网。图4示出了用于关断逆变器小型太阳能光伏阵列，在响应频率的变化在一个孤岛微网。该试验在CSIRO的微电网设施进行提到更早。459.90 459.95 460.00 460.05 460.10 460.15 460.20Time (s)(M)swod图4.在孤立微电网中由于转变频率导致逆变器开关四，无功补偿可能是一个问题，像很多商业逆变器用于双向再生能源预置有用功率因数一样。随着可再生能源发电的变化，这可能是难以满意无功负载的需要。针对这些问题

9、的解决方法有很多。到目前为止，最常见的是比例限制可再生能源发电，从而使这些问题最小化。然而，大多数现有的商业恰恰是由于他们有一个可行的微型电网是可行的大可再生能源的份额，从而使燃料进口保持在最低限度。其次，最常用的方法是供应足够的旋转备用。这带来了内在的问题，由于这样使用的机器必需能够快速地提升和降低他们的输出功率，而不会对机器造成显著的损害。然而，精密规格的机器可以减轻这种损害。假如有大量的可再生能源的份额，以下几种其他的解决方案也可以： 混合发电类型，以降低整体变异性。 存储-电池，超级电容器，飞轮，热敏，压缩气体等。 负载优先处理功能和自动负载脱落。 准时关注天气变化，以削减意外系统的工

10、作点的变化。在本文中定制的微电网设施和一些选定提出的争论结果，这些解决方案都是由CS1R0调查发觉的。重要的是这些方法的胜利关键在于它们是否可以使微电网成为一种利益的分销网络，而不是简洁地将可再生能源的问题就到有用程序来处理。4,微电网的存储微电网实现商业性的重要方面的例子表明在偏远地区微电网有其特殊的效益。在这里，建设这种特殊的电力系统可以节约全部的燃油运输费用。这种间歇性可再生能源问题的解决方法是通过供应旋压储备，可快速响应使用短期的存储，以削减响应时间。很多的孤立微电网安装在已经需要供应牢靠驱动电力的偏远地区的周边。为了解决远程电力系统的固有的问题，特殊是那些包括一大部分可再生的一代，使

11、用基于飞轮技术的存储设施这一种胜利的方法脱颖而出。飞轮储能系统(FESS)包括一个可以作为电动机或发生器旋转电机，电子的电源转换器，和一个掌握器。当微电网内的电力有盈余，机器就作为电动机工作。电能转换机械动能，由于动能转子的速度增加，Er是由公式给定：Er=-I22其中I是时刻的转子的转动惯量，是其角速度。这种机器是为了有一个比较大的转动惯量特地设计的，由于这打算了量的能量存储。机器的运行速度是由机械的材料限制的。重要的是要理解大量的电能存储在一个飞轮是相对少见的，而且不能期望它订正微电网中能量分布不均的问题。一个典型的在一个孤立的微电网使用FESS是350千瓦至5千瓦。这意味着，FESS可以

12、汲取或供应功率是350千瓦，但只有约50秒。关于安装在弗洛雷斯岛屿的系统，例如，给定的风力发电力量为630千瓦，风的速度突然下降可能导致电能消失类似幅度的下降。规定功率保持50秒的状况可能是FESS在这种状况下预期最好。事实上FESS不能供应的大部分电能的平衡变化在可再生能源方面，由于这是左旋转备用的形式传统发电(即柴油发动机)。然而，FESS是能够供应很多服务，解决消失上述问题。其中一个最知名的能量存储系统是电池。当设计电池存储时，有几个因素必需考虑： 电池工作的目的； 感爱好的平滑的时间表； 电池的容量； 充电率和放电率； 计算电池的充电和放电；电池工作的目标取决于微电网运营商的策略，约束

13、和期望。该目标可能是要供应电压或频率的支持或平衡无功功率。该时间表可能分钟，当务之急是要把可再生能源发电的平滑输出变量或小时的负载转移的。同一作者展现从电池的容量历史数据如何可以估计，并提出了一些算法电池掌握。假如有超过一个的时间尺度是感爱好的，那么混合的移动设施都可以使用。其中一个例子是设的超电池，这是一种结合了铅酸蓄电池和超级电容器单元”L这种超电池是结合长期储能能够快速供应和汲取充电。5 .微电网中的甩负荷负载脱落是在实现一些特殊的目标电力系统中所实行的行动关闭负载，而不是运行负载为受益消费者。供选择的名字包括需求响应，需求管理，需求侧管理,和负荷掌握。我们的目标既是稳态匹配生成和负载，

14、又是临时改善稳定性，又是降低成本。各种方法用于公用事业公司用以在旺季期削减负荷需求或削减不稳定状况。虽然微电网从一个大的电力网络方面来说是一个特别不同的系统，但是很多原则同样的适用。目前主要有两种负载脱落技术有用的电力系统中应用。断路器互锁原理是通过感应电路中的始发故障而引起故障这可以是一台正在关闭发电机。这产生的信号然后被输送到其他的断路器，用以删除子电路依据预先确定的图案。这个方案是特别敏捷的，由于这种模式不能转变，如条件，因此，多数错误的负载可能会流失。然而，它也是快速的，由于没有计算消耗。其次个常见的方案是采纳频率下继电器。每个继电器都有设置点，并在一个设定已经过去了的时间后运行,为了

15、避开滋扰操作。然而，由于的时间延迟这是很缓慢的，并且还可以导致脱落的错量，由于实际的功率在切断负载后是否能得出是不知道的。大部分负载脱落算法是常常消失在文学方面的。这是合乎规律的，由于随着传统发电正渐渐占据主导地位通过旋转机，随着负载的增加一台机器上，其速度略有下降。以这种方式，频率和功率平衡是直接相关的。由于产生的力减小时，频率下降时产生的动力不足，难以满意需求，频率低于标称系统频率。由于生成的功率的增加，有一个相反的效果。这意味着发电负荷不平衡能够简洁地检测测量频率。在施韦普的工作报告中这效果在肯定限度内往往被认为是线性的，美国早期提交的报告中甩负荷装置于1979年申请的专利。在这项工作中，甩负荷的主要机制是切换加载一个阈值。使用频率的一个重要优点是不需要额外的通信设施一频率可在系统中的每一个点。一个可能的缺点是频率的偏差可以小，需要精确地测量。另一项措施用于