微电网能量管理器的研究与实现

摘要

近年来,分布式发电(DG)获得了越米越多的重视与应用,分布式电源尽管优点突出,但与大电网间的矛盾,限制了分布式能源所能为电网和用户提供的价值和效益。为解决两者间的矛盾,在本世纪初,学者们提出了微电网的概念。
　　 但是微电网的分布式特性、海量的控制数据以及灵活多变的控制方式,使得以往集中式控制方式难以获得良好的调度效果。为了解决这一问题,提出了将控制权分散到各微电网元件,由各元件根据微电网的调度自行改变运行状态的分布式协调控制方式。在含微电网的配电系统中,将配网控制中心、微电网和分布式电源三者进行分层协调。微电网能量管理器作为三层中承上启下的环节,是保证微电网稳定、可靠运行的必要设备。论文重点研究微电网能量管理器的设计和实现。
　　 首先,介绍了微电网的基本结构和基本组成元件,并对微电网中的微电源和负荷的工作原理和相关运行特性进行了详尽分析。根据微电网不同运行模式,探讨了微电源的P／Q和U／f控制策略,并且对微电网的控制策略进行了详细研究。在以上微电网控制策略基础上提出了基于免疫算法的多元能量管理策略,为微电网能量管理器提供了核心算法。
　　 其次,在简要分析微电网通信技术和IEC61850标准技术特征基础上,讨论了将数字化变电站通信标准IEC61850引入微电网通信实践的相关方法,并给出了微电网能量管理器通信建模实例。
　　 最后,阐述了微电网能量管理器的硬件实现方法,并依托硬件进行了能量管理器的软件架构设计,详细说明了软件系统的工作流程。微电网能量管理器采用VxWorks操作系统,以MMS-EASE Lite为工具实现了微电网能量管理器的通信建模映射。