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微电网技术深度剖析

  5.4微电网孤岛运行

  当电网孤岛运行时,为了使所隔离的故障区尽可能小,微电网中保护装置的协调尤为重要。特别需要指出的是,由于微电网的电源大多为电力电子型设备,所发出的电力通过逆变器与网络连接,故障时仅提供很小的短路电流(例如2被于正常负荷电流),难以启动常规的过电流保护装置。因此,保护装置和策略就应相应地修改,如采用阻抗型、零序电流型、差分型或电压型继电保护装置。此外,微电网的接地系统必须仔细设计,以免微电网解列时继电保护误动作。

  5.5微电网的能量管理系统

  微电网被定义为发电和负荷的集合,而通常负荷不仅包括了电负荷,还包括热和冷负荷,即热电联供和热电冷三联供。因此,微电网不仅要发电,而且要利用发电的余热以提高总体效率。能量管理系统(EnergyManagementSystem,EMS)的目的即为作出决策以最优地利用发电产生的电和热(冷)。该决策的依据为当地设备对热量的需求、气候的情况、电价、燃料成本等。

  能量管理系统的调度控制功能:能量管理系统是为整个微电网服务的,即为系统级的,由此首要任务是将设备控制和系统控制加以明确区分,使各自的作用和功能简单明了。微型汽轮机的转速、频率、机端电压、发电机(微电源)的功率因数等应由微电源来控制,他们依据就地信号。CERTS的模型中,EMS只调度系统的潮流和电压。潮流调度时需考虑燃料成本、发电成本、电价、气候条件等。EMS仅控制微电网内某些关键母线的电压幅值,并由多个微电源的控制器配合完成,与配电网相联的母线电压应由所联上级配电网的调度系统来控制。

  除了上述基本功能外,EMS还具有其他一些功能,如当微电网与配电网解列后微电网应配备快速切负荷的功能,以使微电网内的发电与负荷平衡;由于微电源同时供给电、热等负荷,调度时应同时兼顾,一般情况下往往采取“以热定电”的原则,即满足用户对热负荷需求的条件下再进行电量的调度;微电网中应配备一些储能设备,如蓄电池、超级电容、飞轮等。

  EMS的功能自然首先应针对微电网内需求,如潮流和电压调度、电能质量和可靠性、提高运行的效率和经济性、降低污染排放等,但从长远看它还可对配电网提供一些辅助服务和可靠性服务,特别是微电网作为智能电网的一个组成部分,可起到一定的负荷响应的作用。此外,由于微电网本身位于用户侧,这些用户可能为中心商业区(CBD)、学校、工厂等,它们本来就有供热、通风、空调等过程控制系统,未来的EMS有可能成为这些系统以及当地发电、储能等的总调度系统。

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