光伏發(fā)電及微電網(wǎng)的控制策略的研究

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1、第1章緒論1．1課題研究背景及意義1．1．1光伏發(fā)電系統(tǒng)的意義光伏是通過把太陽能轉(zhuǎn)換為電能，然后把電能供給用戶的一種發(fā)電系統(tǒng)。它具有對環(huán)境無污染，使用年限久，可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，所以說光伏發(fā)電擁有許多其他能源沒有的優(yōu)勢。我國的傳統(tǒng)電力主要是以消耗資源為代價換取人們的日常供電，但是資源畢竟有限，新的能源發(fā)展就顯得越來越重要，而光伏作為一種清潔能源，有著其他能源無法替代的優(yōu)勢。我國以前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式主要是資源換取經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方式，因此近年來，政府推出了許多促進(jìn)光伏發(fā)展措施，鼓勵人們使用光伏能源?？梢姡磥砉夥貙⒊蔀橹攸c(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。光伏發(fā)電作為一種分布式電源，在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時，也存在著一

2、些缺點(diǎn)。光伏在并入電網(wǎng)后，必將對電網(wǎng)帶來一定的影響，這時候必須采用各種措施來防止這種影響，因此提出微電網(wǎng)的概念來研究多種分布式電源并網(wǎng)的控制與影響。1．1．2微電網(wǎng)的意義微電網(wǎng)的定義主要是相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)來說，它主要是由分布式電源，負(fù)載以及控制設(shè)備共同組成的小型電網(wǎng)。從電網(wǎng)的角度考慮，微電網(wǎng)可能會對電網(wǎng)帶來不穩(wěn)定影響，因此必須有相應(yīng)的控制方式來控制兩者協(xié)調(diào)運(yùn)行；而對于用電戶來說微電網(wǎng)能夠給用戶帶來許多好處，例如增加本地供電的可靠性等。正是由于微電網(wǎng)類似于一個小型電網(wǎng)，它具有完整的電力系統(tǒng)的功能。因此在其控制范圍內(nèi)，微電網(wǎng)可以進(jìn)行功率平衡和電能優(yōu)化，而且對電網(wǎng)來說，微電網(wǎng)還可以被認(rèn)為是電網(wǎng)中

3、的一個“虛擬”電源或負(fù)荷。微電網(wǎng)還具有靈活的結(jié)構(gòu)，能夠作為主電網(wǎng)的輔助電源，提高系統(tǒng)的安全第1章緒論性和可靠性。對于電網(wǎng)來說微電網(wǎng)還是可控的，和電網(wǎng)合理的結(jié)合起來，就能組成一個更加靈活可控的新系統(tǒng)，這個新系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：(1)微電網(wǎng)可以在用戶附近建設(shè)，從而不用建設(shè)配電站，減少在輸電過程中的損耗(2)微電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模一般不大，建設(shè)周期較短，能夠有效解決就近的電力需求(3)微電網(wǎng)的供電可靠性較高，而且使用微電網(wǎng)還能夠節(jié)約能源，降低對環(huán)境的污染等。1．2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1．2．1國外對微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀由于整個世界對能源的需求越來越大，負(fù)荷增長越來越快，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)的電力行

4、業(yè)面臨的情況越來越嚴(yán)峻。而微電網(wǎng)的主要特點(diǎn)是靈活、智能，對于解決上述問題具有極大的優(yōu)勢。目前一些國家根據(jù)本國電力的實(shí)際情況，對微電網(wǎng)采取了不同的發(fā)展策略。因此，在這個領(lǐng)域，各國的發(fā)展方向都不盡相同。以美國、歐盟和日本為微電網(wǎng)技術(shù)方面的代表，研究側(cè)重點(diǎn)如下表llJ：表1．1美國、歐盟和日本的微電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)目標(biāo)美國歐盟日本供電可靠性√減少對環(huán)境的影響√t減少投資成本_提高分布式能源利用率_√確保分布式電源多樣化√能孤島運(yùn)行√如上表所示，不同國家對微電網(wǎng)的研究側(cè)重點(diǎn)各不相同。美國由于最近發(fā)生了較大的停電事故，對國內(nèi)造成了巨大的影響，因此美國特別關(guān)注供電可靠性和電能質(zhì)量，他們研究的重點(diǎn)也就主要集

5、中在這兩方面。而歐洲各國情況是電源多數(shù)靠近負(fù)荷，微電網(wǎng)容易形成互連模式，因此，歐洲更加注重連接問題。日本由于國土匱乏，更加重視可再生能源的發(fā)展，但由于可再生能源發(fā)電的處理具有隨外界條件不同而不同的變化性，所以日本的研究更注重控制技術(shù)。第1章緒論1．2．2國內(nèi)對微電爵研究現(xiàn)狀微電網(wǎng)作為未來發(fā)展的一種趨勢，我國也一直在加強(qiáng)這方面的研究。然而因?yàn)槲覈鴩榕c其他國家不同，我們應(yīng)該根據(jù)我國具體的實(shí)際情況來側(cè)重發(fā)展模式。目前微電網(wǎng)在我國發(fā)展的形勢及作用大致如下：1)我國分布式電源的發(fā)展促進(jìn)了微電網(wǎng)的發(fā)展及進(jìn)步。分布式電源是當(dāng)前國家重點(diǎn)支持的科技攻關(guān)和發(fā)展領(lǐng)域。雖然分布式電源具有許多的優(yōu)勢，但是大量的

6、分布式電源接入電網(wǎng)中有可能給電網(wǎng)帶來不穩(wěn)定，難操作等問題，所以在國內(nèi)分布式發(fā)電還需要突破技術(shù)難題，解決對電網(wǎng)的影響才能得到更大的發(fā)展。而微電網(wǎng)研究的內(nèi)容主要就是解決電網(wǎng)與分布式電源如何相互協(xié)調(diào)的問題，所以加強(qiáng)研究微電網(wǎng)就顯得更加迫切。2)微電網(wǎng)和電網(wǎng)結(jié)合能起到相互輔助作用，對于提高整個系統(tǒng)的可靠性方面發(fā)揮重要職能。由于我國各行各業(yè)的快速發(fā)展，整個社會對供電的要求也日益增強(qiáng)，尤其是電能質(zhì)量方面，所以加快建設(shè)發(fā)展微電網(wǎng)對于提高電能質(zhì)量，改善系統(tǒng)穩(wěn)定具有幫助作用。3)當(dāng)電網(wǎng)遭受自然災(zāi)害的時候，微電網(wǎng)能夠作為一個能夠獨(dú)立運(yùn)行的小型電網(wǎng)保障用戶供電，提高了電網(wǎng)的抗災(zāi)能力。目前，我國電力發(fā)展己進(jìn)入大

7、規(guī)劃、大建設(shè)、大運(yùn)行、大檢修、大營銷階段，全國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互相連接，但是大電網(wǎng)的不穩(wěn)定性因素也更大，存在的風(fēng)險也更多，因此造成大面積停電的可能性較大，尤其是2008年的冰災(zāi)對電力行業(yè)造成了巨大損失，因此，發(fā)展微電網(wǎng)可以就地供電，保障用戶供電需求，從而在一定程度上減少停電的可能性。4)微電網(wǎng)能夠用來降低電網(wǎng)風(fēng)險，減少電能傳輸?shù)膿p耗。傳統(tǒng)的供電模式是由電廠發(fā)出電能，經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸，變級等多個過程，最后輸送給用戶。而微電網(wǎng)可以就近在用戶附近進(jìn)