微电网与配电网互动特性研究

摘要

新型配电网结构一微电网(Micro-Grid)是智能电网的有机组成部分，它对配电网的电压稳定性、三相不平衡以及谐波存在着不同程度的影响。将诸多种类分布式电源（Distributed Resource，简称DR）、储能装置以微电网形式接入配电网中并网运行，形成其与配电网、负荷之间能量与信息双向互动的多元互补智能发配用电网络，实现配电网对分布式能源的主动控制与管理，是智能电网中主动配电网的发展趋势和最佳运营模式。
　　首先，本文根据微电网结构特点，结合实际需求，对微电网的组成元件（包括光伏、风电、储能、负荷、柴油发电机等）进行数字建模，对每一种元件模型进行整体封装，使得模型具备可移植性，其中储能系统具备了多种工作模式:静态和稳态。针对分布式电源及负荷的动态特性，建立微电网重要组成元件的数学模型，包括风电模块（直驱风机、双馈风机）、光伏模块、储能模块（蓄电池、超级电容）、柴油发电机以及负荷模型（动态负荷模型、静态负荷模型）的建模。外电网采用同步发电机建模，其控制模块采用有功功率给定值生成模块。
　　其次，基于微电网的运行特性，将含多源荷的微电网进行电气等值，形成微电网简化模型。为了微电网互动特性的分析研究，依据微电网元件模型库，选取案例搭建电网仿真模型，支持进一步研究分析。搭建了一个离网型微电网模型仿真系统:孤网运行时的微电网仿真，分别在5s时给General Load增加20％的负荷，对光伏元件和储能元件加入下垂控制和无下垂控制两种情况进行仿真，在5s时给GeneralLoad减少20％的负荷，对光伏元件和储能元件加入下垂控制和无下垂控制两种情况进行仿真。在DIgSILENT PowerFactory中搭建含3个等值微电网的该配网仿真系统:含微电网的配电网仿真系统A、含微电网的配电网仿真系统B和配电网与微电网的互动仿真系统，并开展仿真计算和分析，用于支撑微电网与配电网互动特性研究。
　　最后，以配电网仿真系统A为例，研究配电网与微电网互动特性。假定在研究过程中，与该配电网仿真系统相连的3个等值微电网均处在“虚拟发电机”状态，各自以最大的功率向配电网输送电能。根据微电网仿真系统分析源源、源荷互动特性，研究微电网与配电网的互动模式。研究分析了源源互补特性及平滑效应、源荷互动机理、网荷互动规律、微电网与配电网相互影响及相互作用以及微电网接入配电网可靠性及稳定性分析等。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 微电网研究概述

1．3 本论文的主要工作和创新点

1．4 论文结构

第二章 微电网概述

2．1 微电网

2．2 微电网的定义与结构

2．3 微电网的研究现状

2．4 本章小结

第三章 微电网模型

3．1 储能模块

3．2 光伏模块

3．3 双馈风机

3．4 直驱风机

3．5 柴油发电机

3．6 负荷模型

3．7 外电网

3．8 本章小结

第四章 微电网仿真及其与配电网互动特性研究

4．1 孤网运行时的微电网仿真

4．2 含微电网的配电网仿真系统A

4．3 含微电网的配电网仿真系统B

4．4 配电网与微电网的互动仿真分析

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢