微网调度
概念：
微网是相对传统大电网的一个概念，系指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。微网（micro-grid，microgrid），也译为微电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、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，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。是智能电网的重要组成部分。
优势： 微电网，也被称为分布式能源孤岛系统，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等系统地结合在一起，形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能和热能。微电网中的电源多为微电源，亦即含有电力电子界面的小型机组（小于100kW），包括微型燃气轮机，燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置。微电网接在用户侧，具有低成本、低电压、低污染等特点。微电网既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。
微网具有双重角色。对于电网，微电网作为一个大小可以改变的智能负载，为本地电力系统提供了可调度负荷，可以在数秒内做出响应以满足系统需要，适时向大电网提供有力支撑；可以在维修系统同时不影响客户的负荷；可以减轻(延长)配电网更新换代，采用
IEE1547.4标准，指导分布式电源孤岛运行，能够消除某些特殊操作要求产生的技术阻碍。对于用户，微电网作为一个可定制的电源，可以满足用户多样化的需求，例如，增强局部供电可靠性，降低馈电损耗，支持当地电压，通过利用废热提高效率，提供电压下陷的校正，或作为不可中断电源服务等。
此外，紧紧围绕全系统能量需求的设计理念和向用户提供多样化电能质量的供电理念，是微电网的2个重要特征。在接入问题上，微电网的并网标准只针对微电网与大电网的公共连接点（PCC），而不针对各个具体的微电源。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式电源的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。微网将从根本上改变传统的应对负荷增长的方式，在降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性等方面具有巨大潜力。
调度:
微电网的基本运行依靠各分布式电源控制器执行,但是仅依靠微源逆变器控制只能满足其局部的要求,在一些情况下需要中央管理单元从全局角度重新协调各微源逆变器工作状况,调整微电网达到新的稳态运行点。此时,中央管理单元协调控制微电源可以通过通讯技术来实现。
大电网的安全运行依赖于发电厂、各级调度中心、变电站等部门协作,需要大量人员不断制定计划、分析和管理运行状态,以维持其正常运行。而对微电网而言,从调度上来说,微电网通常是作为一个负荷在电网中存在,即使向大电网馈电,其馈电量也较小,通常不在电力部门调度范围之内。因此需要它作为一个独立的可控个体,在满足与大电网协议前提下能以自定义的运行规律独立运行;从经济上来说,如果需要人员维持运行的话,在微电网在大电网中渗透程度较高时,目前无人值守的配电网会需要大量的人员管理,不符合经济需要;从技术上
来说,微电网是基于电力电子装置的,本身具有相当的柔性和灵活性,设计很好的话,可以实现独立运行,只有在一些特殊的情况下需要管理人员介入干预。因此,从理论上说,微电网既需要也能够实现独立运行,但是它仍面临许多不同于大电网的新课题。
1微电网的控制
微电网的控制可分为局部的分布式电源控制和系统级的中央管理单元两部分。各分布式电源控制器主要负责共同维持微电网基本运行,根据指令调节潮流,调节接口电压,快速各自分担负荷等;中心管理系统主要负责提供系统运行的控制和协调。主要包括:自定义并选择运行模式;协调各逆变电源在不同模式下共同稳定工作;对微电网工作状况进行分析和监控,在必要情况下,干预并改变微电网运行,预防灾害发生;全局优化配置;与配电网管理系统DMS(Distribution Management System)交互等功能。因此微电网中心管理单元可看成是微电网的大脑,同时管理微电网内信息流和能量流,管理微电网对外即对大电网的特性和它的内部独立运行。
要实现微电网的独立运行,需要有一套从系统到各微源的完善的控制管理策略。但要建立这样一套控制管理策略,首先就要划分分布式电源控制和系统级的中央管理单元的各自功能,定义接口标准,以实现两者的协调。否则,会出现控制功能的重叠和冲突
定。这种接口的定义类似于计算机系统的即插即用的概念。在计算机系统里
统硬件上的BIOS(The Basic Input/Output System)通过查询连接到系统上的设备
次的系统配置后启动。这也需要设备都具有附加能力使BIOS识别。假如系统配置没有改变启动过程继续。否则,BIOS将会创建一个新的系统配置和描述以提供给操作系统
在扩展系统配置数据ESCD(The Extended System Configuration Data)。在启动以后
使用ESCD鉴别是何种设备连到计算机,并正确转换输入数据,做出相应的资源配置和数据输出决策。通过这样的策略,现代计算机系统可支持大部分设备热插拔和即插即用。这需要系统和设备之间有一个或几个标准化接口,如计算机的串口、并口和USB
我们也需要定义类似意义上的标准化接口,这也是微电网的控制管理的基础。
2微源通讯的必要性
当微电网没有出现故障和稳定问题时,则处于正常运行状态。通常微电网均运行在这种状态下。基本运行依靠各分布式电源控制器执行,但是仅依靠微源逆变器控制只能满足其局部的要求,不足以满足整个系统的要求,在一些情况下需要中央管理单元从全局角度重新协调各微源逆变器工作状况,调整微电网达到新的稳态运行点。这些情况包括以下几种情况
2.1负荷变化
在电网中,用电负荷随时都在变化,而且负荷的峰谷差通常相距较大。
需要调节各个发电单元的发电功率。但这种变化较小时,可以通过分布式发电单元自身的能力调节,当负荷变化范围较大时,只有通过管理系统改变分布式发电单元的运行设定点。
2.2全局优化
微电网内发电单元种类较多,可能包括风力发电、太阳能发电、微燃气轮机等。对一些电源,如微燃气轮机,要求运行在一定负载以上,需要避免在低负载条件下运行
条件下需要切除一些分布式电源。另一些电源受天气影响发电量不稳定,
有功下垂曲线进行负荷均分。
另外,可再生能源如风电和太阳能都没有燃料消耗问题,一般应尽量使用可再生能源发出的电如果不能立即消耗则应转入储能单元。同时,对非可再生能源需要进行经济计算量避免负效益运行。
2.3安全配置
通常微电网内的一些变化可由分布式电源控制器调整单独完成调整适应
网来说,经常需要根据微电网运行的经济性、天气条件、稳定性等要求,从其中切除或重新并,使系统反而不稳,安装在核心系,并对比上一,并把它存储,操作系统 ,因此在低负载,但是对于微电,,: , -,其,尽口等。在微电网中针对这种负荷变化无法固定一条频率
入分布式电源,独立运行和联网运行的交替,网内联络开关的变化等结构性变化事件,一台分布式发电装置本身容量可能并不大,但是相对微电网来说,可能占到微电网总容量的很大一部分,这样的结构变化对微电网来说可看成是一个很大的扰动。对于这样的情况,希望微电网能够在大电网大扰动或是断供时,尽量维持全网安全运行,而不是黑启动或是切负荷。在独立运行时,尽量符合N-1甚至N-2规则。即当一台发电装置由于过载等原因被切除,储能备用和系统备用可以稳定整个微电网,不至于使一系列发电机被连锁切除,导致整个系统崩溃。因此,在系统处于潜在的不安全运行点时,尽管目前它仍处于稳定运行状态,仍需改变其运行点,防止大扰动出现后,系统完全崩溃。
中央管理单元协调控制微电源可以通过通讯技术来实现。传统专用电源(如应急和备用电源系统)与电力系统之间的关联性比较薄弱
提高,将微源单元与已有的电力设施进行互连
系统提供更多可能的服务
热电联产,将电力售与其他用户
3微电网调度的主要内容
微电网调度控制技术为微电网实现各种工况运行提供保障
(1)和中央管理单元
变器运行的动态信息,
(2)基本的功率流动控制,如:用以提高电力可用性和可靠性的备用,电能质量如无功补偿和电压调节 EMS进行信息交互EMS,能够实现其容量范围之内的任意给定有功和无功输出。,随着分布式发电硬件设备可靠性和经济性的,可以满足各种能量需求,向EMS上传本地微源的基本静态信息和微源逆,完成其输出状态的调整。,/后备电源,动态稳定性的提高等。,研究的主要内容包括 ,高峰负荷抑制 :,并为电力用户和电力同时接收的指令
