微电网运行与控制

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1、微电网运行与控制2014-2015学年第一学期8/12/20211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8/12/202128/12/20213第二章、微电网组成元件2.1开关器件2.2分布式电源2.3储能单元2.4电力电子接口电路8/12/202142.1开关器件1、开关分成两类：断路器，静态开关断路器：切除线路或微电源（过流/欠压保护）静态开关：PCC节点开关8/12/202158/12/20216低压断路器：低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它是一种既有

2、手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。2.1开关器件PCC:(pointofcommoncoupling)作用：在故障或扰动时，有能力自动把微电网隔离出来，故障清除后，在自动地重新与主网相连。PCC安装在用户低压母线上。其规划设计非常重要，应确保有能力测量静态开关两侧的电压和频率以及通过开关的电流，通过测量，静态开关可以检测到电能质量问题，以及内部和外部故障。当同步性标准可以接受时，使微电网和主网联接。通常采用固态继电器（SolidStateRelay，SSR）固态电子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件（如开关三极管、双向可控硅等半导体

3、组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的8/12/202172.1开关器件8/12/202182.1开关器件固态开关第二章、微电网组成元件2.1开关器件2.2分布式电源2.3储能单元2.4电力电子接口电路8/12/202192.2分布式电源定义：通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。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8/12/202110风力发电系统8/12/202111

4、风力发电系统组成框图2.2分布式电源8/12/202112风力发电剖面图2.2分布式电源风力发电风力发电种类：根据风轮机分类:(1)水平轴风力发电机组(2)垂直轴风力发电机组根据发电机分类:(1)异步型鼠笼异步发电机(逐步淘汰)双馈异步发电机(2)同步型电励磁同步发电机(逐步淘汰)永磁同步发电机根据传动机构分类:(1)齿轮箱升速型（连接低速风轮机和高速发动机）(2)直驱型8/12/2021132.2分布式电源8/12/2021148/12/202115双馈异步风力发电系统(DoublyFedInductionGenerator,DFIG)8/12/202116双馈

5、异步风力发电系统双馈异步发电机是一种绕线转子异步发电机功率等级通常在几百千瓦至几兆瓦之间定子只能将风力机功率传输给电网，流动是单向的转子回路中，功率流动是双向的转子传送的最大功率大约为定子额定功率的30%8/12/202117双馈异步风力发电系统8/12/202118双馈异步风力发电系统运行状态：亚同步运行：nn1,转差频率f2为负，转子电流产生的旋转磁场与转子旋转方向相反8/12/202120双馈异步风力发电

6、系统双馈异步风力发电系统8/12/2021218/12/202122双馈异步风力发电系统风力机输出功率特性8/12/202123通过调节转差评率来控制双馈异步发电机转速，采用最大功率点跟踪控制算法来获得最大风能8/12/202124VSCF风力发电系统运行区域并网控制区域风力机变浆矩运行，控制机组转速，同时对发电机进行并网控制转速控制最大风能追踪区域风力机定浆矩运行控制机组转速以追踪最大风能，风能系数保持为最佳值,恒定，转速控制转速限制区域转速控制风力机变浆矩运行，控制机组转速为最高转速，防止转速越限。风力机变浆矩运行，控制机组功率为最大功率，防止功率越限。功率控

7、制功率限制区域8/12/202125DFIG的磁场定向控制策略永磁同步风力发电系统permanent magnet synchronous generator8/12/202126永磁直驱风力发电系统8/12/202127永磁直驱风力发电控制系统永磁发电机具有最高的运行效率；永磁发电机的励磁不可调，导致其感应电动势随转速和负载变化。采用可控PWM整流或不控整流后接DC/DC变换，可维持直流母线电压基本恒定，同时可控制发电机电磁转矩以调节风轮转速；在电网侧采用PWM逆变器输出恒定频率和电压的三相交流电，对电网波动的适应性好；永磁发电机和全容量全控变流器成本高；永磁发

8、电机存