微电网运行与控1.

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1、微电网运行与微电网运行与 控制控制 2014-2015学年 第一学期 *1 微电网运行与控制微电网运行与控制 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 *2 第一章第一章 微电网概述微电网概述 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 *3 1.1 1.1 什么是微电网？什么是微电网？ *4 大电网 小电网 微电网 1.1 1.1 什么是微电网？什么是微电网？ l 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。 l 日本定

2、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。 l 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。 *5 1.1 1.1 什么是微电网？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。 *6 1.11.1什么是微电网？什么是微电网？ p 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

3、利发电机 *7 *8 *9 1.1 1.1 什么是微电网？什么是微电网？ 特点： p 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； p 多种产品输出 电、冷、热 p 多种转换单元 光/电、热/电、风/电；直流/交流，等 p 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） p 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 *10 第一章第一章 微电网概述微电网概述 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 *11 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p集中式电网不足 p能源

4、短缺和环境污染 p提供电网接纳分布式发电能力 *12 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p集中式电网不足： *13 1.初期投资大，电网改造费用大； 2.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 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ *14 太贵了，建不起 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p 集中式电网不足： *15 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 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电

5、网 ？ p 集中式电网不足： *16 初期投资大，电网改造费用大 太高了，我够不着 *17 大规模停电事件 p 2003年美国东北部和加拿大大停电 p 2006年欧洲大停电 p 2008年中国湖南省大停电 p 2009年巴西和巴拉圭停电事件 p 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。 *18 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

6、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。 *19 2008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。 *20 *21 2008年的那一场雪 *22 2008年的那一场雪 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p集中式电网不足 p能源

7、短缺和环境污染 p提供电网接纳分布式发电能力 *23 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p能源短缺和环境污染 *24 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

8、，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 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ p集中式电网不足 p能源短缺和环境污染 p提供电网接纳分布式发电能力 *29 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ 提供电网接纳分布式发电能力 *30 1.2 1.2 为什么要提出微电网为什么要提出微电网 ？ 提供电

9、网接纳分布式发电能力 *31 1. 影响大电网功率平衡 2. 影响大电网继电保护 3、降低大电网电能质量 1.2 1.2 为什么要提出微电网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； *32 第一章第一章 微电网概述微电网概述 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 *33 1.31.3微电网现状微电网现状 （1）微电网示范

10、项目 （2）微电网种类 （3）微电网未来发展趋势 *34 1.3 1.3 微电网现状微电网现状 （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”GRID 2030”计划； 发展方向：提高供电可靠性 *35 1.3 1.3 微电网现状微电网现状 （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-w

11、allstadt 多微电网项目 欧盟科技框架计划(framework programme) 推动微电网发展 目标：电网坚强性 *36 日本仙台微电网示范项目日本仙台微电网示范项目 *37 1.3 1.3 微电网现状微电网现状 （1）微电网示范项目 中国： 1.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。 *38 *39 三、微电网现状三、微电网现状 （1）微电网示范项

12、目 中国： 1.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。 *40 三、微电网现状三、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、 3050 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

13、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 *41 三、微电网现状三、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 *42 三、微电网现状三、微电网现状 (3) 微电网发展趋势 1、微电网结构复杂化 简单微电网复杂微电网 用户微电网公共微电网 交流微电网直流微电网混合微电网 2、微电网控制智能化 能量互补控制；电源即插即用控制； 可调度控制；电能质量控制 3、微网概念扩大化 微网将成为智能配电系统重要部分 4、微网功能复杂化 供电/热/冷；直流/交流；定制电力；风/光/气/氢+储能（电/热/冷） *43