摘要： 微电网技术利用分布式发电在时间和空间上的互补特性，将不同类型的发电形式结合起来，并与储能装置、能量转换装置、负荷共同组成微电网。微电网工作在并网模式下时，配置的储能装置通过吸收发出能量来达到平抑输出功率波动、削峰填谷、减少弃风弃光量的效果，增加在大规模可再生能源并网的情况下整个电力系统的稳定性。在独立运行模式下通过优化电源的容量和合理调度各个设备的出力，可以保证微电网系统运行的经济性。本文通过对微电网优化调度的研究来实现微电网系统的稳定、经济、清洁运行的目标。微电网是智能电网的基础，所以对微电网的研究具有广阔的应用前景。本文主要研究风光柴储微电网系统的研究与设计。 关键词：风光柴储；微电网；电网系统；
1.风力发电系统
风力发电的基本原理如下:首先，自然界的风流过风力发电机的风轮，使风轮转动，此过程将自然界的风能转化成了机械能，紧接着风轮经过增速后切割磁感线，产生电流，继而完成了
由机械能到电能的转化。风力发电机的种类按照原理上来划分可以分为以下几种:直流发电机、异步发电机、同步发电机和双馈发电机等。目前来看，双馈式风机和永磁同步风机在分布式发电以及微电网的模型设计以及实际应用中比较广泛。因此本文采用永磁直驱同步风力发电机组，由于它拥有无齿轮箱这样结构上的特点，所以运行过程中的损耗较小，寿命也较长，具有较强的稳定性。同时采用变速恒频发电技术，可以提高风能利用率。风电机组的结构模型，主要分为以下几个部分:首先是风速模型，拥有了风速模型还不够，还要有风力机模型为载体来实现转换，最后一个比较重要的就是功率输出模型，其他的是一些转换装置的模型，具体传递关系如图1所示：
图1 主要传递关系
2.储能系统
在前面章节中提到过，风光互补发电虽然利用了风光在时间和空间上互补的特点比单独发电时各个方面特性有了一定的改善，但是仍然具有间歇性随机性和波动性。所以要实现分布式发电的稳定并网，储能装置是必须要配置的。在本文的风光柴储微电网中亦是起到同样的作用，它能调节发电系统功率输出、平稳功率、削峰填谷，同时提高风光的消纳比例，减少弃风弃光量，起到节约资源的作用。微电网有两种工作模式，当其工作在并网模式时，与大电网存在功率交互，微电网系统的发电功率大于负荷需求时，多余的电能将被蓄电池储存起来，反之，当总发电量不足时，此时需要将蓄电池储存的电能释放出来。蓄电池需要在充放电两种模式之间切换。当微电网与大电网解列了之后，微电网处于独立运行状态，这时发电系统的功率不再需要满足电网设定的发电计划，而是需要满足微电网覆盖面内的负荷需求，满足负载需求，而此时储能装置的作用也是一样的，不能满足负荷需求是发电，剩余时吸收进来。
1.容量调度流程研究
3.1主要调度流程
首先，结合某地区风能、太阳能资源和当地负荷等数据，建立风光柴储微电网模型;然后将
成本和可再生能源消纳功率作为目标函数并确定其约束条件，采用改进的惯性权重粒子算法进行多目标求解，最后，得出含风光柴储微电网系统容量优化调度。如图2所示。
图2 主要调度流程
能量管理系统
3.2能量管理策略
能量管理系统是微电网中必不可缺少的一部分，如果把整个系统形象的比作一个人，那么能量管理系统就相当于是大脑，其他的各个部分就像是身体的各个器官，要听从能量管理系统的调配。下面简单介绍下微电网是如何通过能量管理系统完成整个优化过程的功率调配的。首先，能量管理系统会根据微电网系统所在地的风光等可再生能源的分布情况，综合考
虑各个设备的运行状态和一些运行约束条件，以及不停实时变化的负荷功率，来分配各个
系统的各个设备具体的发电计划，通过这种合理的分配计划，充分的结合并利用了各个系统的发电特点，提高了发电效率，并且提高了供电可靠性。下面来具体介绍它的功能。
风光柴储微网EMS设备是微网的大脑。它具有“决策”和“沟通”的功能。“决策”是指EMS可以根据线路的断线情况自动调整微网的运行状态，使得故障发生后不会切断本地负荷。EMS的“决策”功能包括四个模块，分别对应微网的四种运行状态。即“对调度指令的响应”、“从并网到孤岛的平滑过渡”“孤岛稳定运行状态”、“并网稳定连接状态”和“孤岛到并网连接状态转换”。当配电网无故障时，微网运行在并网状态。EMS根据调度指令调节各个系统的出力。当接入系统互联线跳闸时，EMS可以提供合理的控制方式，实现并网到孤岛的平稳过渡。当微电网处于孤岛运行状态时，微电网的EMS实现频率调节功能，保证孤岛稳定运行。在互联线再次闭合且微网满足并网条件后，EMS可以保证微网从孤岛运行到并网的稳定过渡。“沟通”是指EMS具有收集和发送信息的功能。EMS安装地点为系统微电网区域。其与微网中其他设备的通信属于本地通信。它与供电局的沟通取决于当地配电网络通信系统。通信区域的数据流可分为控制信号和测量信号。输入EMS设备的测量数据包括机组运行参数、负荷功耗、断路器测量信息、供电局线路跳闸信息和系统维护信息。EMS设备分析收集到的信息后发出控制信号。该信号包括开关控制器的跳闸命令和关闭命令、各
个机组的负荷平衡控制命令和调度命令。
1.结束语
文章主要研究的是微电网的容量优化调度问题，首先给出了微电网容量优化调度的流程图，考虑到容量优化调度问题是多目标优化问题，紧接着对多目标优化问题进行了分析，之后以系统全寿命周期总成本最低和可再生能源消纳比例最高为指标建立了目标函数，考虑了一些等式和不等式约束条件，紧接着对微电网系统的能量管理系统工作流程进行了分析，也就是如何通过能量管理系统对各个部分进行管理调度，给出了能量管理策略。
参考文献
[1]杨宸瑄. 风光柴储独立微电网谐波谐振特性分析与抑制[D].华南理工大学,2021.
[2]尤森槟,程志江,张子建,章节.风光沼储微电网系统容量优化配置[J].中国沼气,2020,38(01):66-70.
[3]谢鹏,蔡泽祥,刘平,李晓华,张勇军,孙宇嫣.考虑多时间尺度不确定性耦合影响的风光储微电网系统储能容量协同优化[J].中国电机工程学报,2019,39(24):7126-7136+7486.
[4]田德,陈忠雷.风光储微电网系统复合储能的网格式优化[J].农业工程学报,2019,35(21):196-201.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议