面向辅助服务的居民分布式能源控制系统设计

摘要

传统的辅助服务只是针对发电侧的部分电厂，让其参与调频与调压等电力市场辅助服务。居民分布式能源系统，如太阳能发电、风力发电及柴油发电等其它的分布式能源发电系统，在居民用户中得到不断发展和应用。如果这些居民分布式能源能够得到充分的利用，根据分布式能源的特征对其进行统一的放电管理，可以在一定程度上实现电力负荷的负荷跟踪，有效提高了电网运行安全性以及稳定性，并促进我国的环境保护工作的发展。
　　本文在分布式能源特性分析的基础上，深入研究了居民用户分布式能源参与辅助服务的方式，提出一套居民分布式能源系统的设计方案，包括居民分布式能源的通信网络、居民分布式能源控制系统的组成以及相应控制策略。
　　在分布式能源系统设计的基础上，先是设计了居民分布式能源的通信网络，主要是通过两种通信网络传输信号，一是家庭局域网络，二是远程通信网络;其中，家庭局域网络主要是针对需求侧辅助服务子站与分布式能源控制器以及用户终端之间的通信。远程通信网络主要是辅助服务主站与需求侧辅助服务子站之间的通信。接着设计了基于电力线载波通信和无线通信两种方式的居民分布式能源控制器，其硬件部分包括控制单元、充放电控制电路、分布式能源以及蓄电池组;所采用的电力线载波通信方式利用了现有的电力建设，有效的降低了建立新的通信网络的投资，而无线通信方式则摆脱了有线介质的束缚，位置灵活方便。然后，研究了居民分布式能源系统的工作方式、作用实现以及方案的组成。居民分布式能源系统包括需求侧辅助服务子站和居民分布式能源控制器两部分，辅助服务信息由辅助服务子站中的控制模块控制，经过通信网络传递给居民能源系统控制器;并通过控制器对蓄电池进行充放电以及分布式能源的发电控制，实现了居民分布式能源系统参与辅助服务。最后对居民用户的各种分布式能源进行分类，并结合居民用户分布式能源的功能及特点，以含有蓄电池组和不含蓄电池组的居民分布式能源系统为例，提出了针对光伏发电系统、风力发电系统和柴油发电机发电系统参与的辅助服务控制策略方案。
　　通过研究，本文对居民分布式能源控制系统进行了方案与架构设计，使得居民分布式能源更加适合参与电网的辅助服务，对居民分布式能源系统的建设具有指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 电力市场改革

1．1．2 辅助服务和辅助服务市场

1．1．3 需求侧管理和需求响应

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 需求响应技术与应用

1．3．2 分布式能源系统

1．4 主要工作和内容

第2章 居民分布式能源系统的相关理论与技术

2．1 居民分布式能源系统概述

2．1．1 居民分布式能源系统的需求

2．1．2 居民分布式能源系统的作用

2．1．3 居民分布式能源系统的关键技术

2．2 电力市场辅助服务概述

2．2．1 电力市场辅助服务的分类

2．2．2 电力市场辅助服务的管理机制

2．3 用户侧通信技术

2．3．1 用户侧接入技术

2．3．2 用户侧通信网络

2．3 本章小结

第3章 面向辅助服务的居民分布式能源的需求分析

3．1 辅助服务的一般性需求

3．2 面向辅助服务的居民分布式能源控制系统应用场景

3．2．1 定时对居民分布式能源系统充放电控制

3．2．2 基于容量的居民分布式能源系统放电控制

3．2．3 负荷跟踪的居民分布式能源系统控制

3．2．4 基于拥塞管理的居民分布式能源系统控制

3．2．5 基于电能质量的居民分布式能源系统控制

3．3 居民分布式能源控制系统参与辅助服务的需求

3．3．1 功能需求

3．3．2 业务需求

第4章 居民分布式能源控制系统总体设计

4．1 系统组成和功能

4．1．1 系统组成

4．1．2 系统功能

4．1．3 模块功能

4．2 居民分布式能源系统控制

4．2．1 辅助服务策略

4．2．2 控制流程

4．3 本章小结

第5章 面向辅助服务的能源控制系统的控制策略设计

5．1 居民分布式能源系统的分类

5．2 面向辅助服务的控制方法及策略流程

5．2．1 含有蓄电池组的居民分布式能源系统的控制方法与策略流程

5．2．2 不含蓄电池组的居民分布式能源系统的控制方法与策略流程

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文工作总结

6．2 进一步研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介