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1、第31卷第4期電力自動化設(shè)備Vol．31No.42011年4月ElectricPowerAutomationEquipmentApr.2011基于分布式電源的微網(wǎng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行汪少勇（廣東省電力設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510663）摘要：結(jié)合微網(wǎng)和分布式電源的特點(diǎn)，著重討論了其設(shè)計(jì)、運(yùn)行、優(yōu)化、控制等問題。通過設(shè)計(jì)實(shí)例，指出微網(wǎng)的設(shè)計(jì)要遵循安全可靠、功率平衡、運(yùn)行靈活的原則；分析了微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，對于并網(wǎng)運(yùn)行模式、孤網(wǎng)運(yùn)行模式、雙模式進(jìn)行了詳細(xì)說明，提出在不同的運(yùn)行模式下微網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)；對于微網(wǎng)和分布式電源的控制系統(tǒng)和優(yōu)化運(yùn)行提出了建議，提出了建立微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的大
2、致思路；對需要注意的一些事項(xiàng)，如防孤島保護(hù)、短路電流等進(jìn)行了說明，提出用主動檢測法和被動檢測法進(jìn)行防孤島保護(hù)的實(shí)施方案。關(guān)鍵詞：微網(wǎng)；分布式電源；設(shè)計(jì)；運(yùn)行模式；防孤島保護(hù)；微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中圖分類號：TM61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1006－6047（2011）04－0120－04從電網(wǎng)角度來看，這種管理模式不利于統(tǒng)一調(diào)度和0引言優(yōu)化調(diào)峰。［8-10］微網(wǎng)（MG）是一種由負(fù)荷和微型電源組成的系e.微網(wǎng)一般與電網(wǎng)連接，對電網(wǎng)造成一定影響。微網(wǎng)一般采用并網(wǎng)不上網(wǎng)的方式與外部電網(wǎng)連接。統(tǒng)，它可同時(shí)提供電能和熱量；微網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換，并提供必要的控
3、制［1］；由于DG的接入，改變了電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)，而且DG多采用電力電子元件進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，因此對電網(wǎng)的微網(wǎng)相對于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并繼電保護(hù)、電能質(zhì)量、潮流分配產(chǎn)生一定的影響?？赏瑫r(shí)滿足用戶對電能質(zhì)量和供電安全等的要求。微網(wǎng)內(nèi)的微型電源，主要指微燃機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、光伏2微網(wǎng)的設(shè)計(jì)發(fā)電等分布式電源DG（DistributedGeneration）。國內(nèi)已有一些文獻(xiàn)對有關(guān)概念和研究方向進(jìn)行了探2.1微網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則討［2-5］，隨著這些DG的建設(shè)［6-7］，有必要對微網(wǎng)的設(shè)計(jì)微網(wǎng)的設(shè)計(jì)對于微網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要，主要基于以下原則進(jìn)行。和運(yùn)行進(jìn)行深
4、入研究。a.安全可靠。微網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證區(qū)域內(nèi)用電設(shè)1DG與微網(wǎng)的特點(diǎn)備的安全，保證負(fù)荷供電的可靠。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，微網(wǎng)應(yīng)盡快與電網(wǎng)脫離，微網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備的故障a.DG一般直接接在用戶端。DG是根據(jù)用戶需應(yīng)能盡快隔離，DG應(yīng)保證重要負(fù)荷供電的連續(xù)性，要而設(shè)定的，多為用戶自行投資和管理，故一般都安在電網(wǎng)恢復(fù)正常后，微網(wǎng)應(yīng)能盡快重新并網(wǎng)。微網(wǎng)內(nèi)裝在用戶端。另外，供電電壓低、供冷（熱）管道不可部的繼電保護(hù)和自動裝置的配置也要以安全可靠為太長等因素也要求DG應(yīng)盡量靠近用戶端，以減小前提，同時(shí)充分考慮DG的接入對外部電網(wǎng)的影響［11］。輸送損失。b.功率平衡。應(yīng)慎重考慮DG的接入
5、點(diǎn)，將區(qū)域b.DG形式多樣化。采用油、天然氣、合成氣等內(nèi)的DG功率與用電負(fù)荷進(jìn)行平衡，配電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)化石能源以及太陽能、風(fēng)能等可再生能源，發(fā)電形式應(yīng)能使用戶優(yōu)先使用微網(wǎng)內(nèi)部所發(fā)出的電量，同時(shí)多種多樣［6-7］。兼顧冷（熱）負(fù)荷的需求，以提高DG的能源利用效c.主設(shè)備小型化，模塊化。DG通常根據(jù)用戶側(cè)益，節(jié)省用戶成本。的需要確定容量，主要是為滿足微網(wǎng)內(nèi)用戶對電、熱、c.運(yùn)行靈活。微網(wǎng)內(nèi)設(shè)備各種運(yùn)行方式的切換，冷等單一或綜合的需求，因此容量相對較小，十幾千設(shè)備的例行檢修等的操作應(yīng)靈活方便。瓦到幾兆瓦不等。各主要設(shè)備相互獨(dú)立，技術(shù)成熟，自2.2微網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)例動控制水平較高，運(yùn)
6、行較靈活?？梢愿鶕?jù)用戶的具體圖1是一個(gè)微網(wǎng)設(shè)計(jì)的實(shí)例。外部10kV配電要求，選擇不同的設(shè)備組合構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模塊網(wǎng)通過2條線路，經(jīng)斷路器QF601、QF602分別接入母化結(jié)構(gòu)。線M1、M2，2段10kV母線以分段斷路器QF603連接。d.需求側(cè)管理。目前的微網(wǎng)受政策和上網(wǎng)等諸2段10kV母線通過2臺變壓器T1、T2分別接入2多因素的影響，大多由用戶或投資方自行運(yùn)行管理。段380V母線LM1、LM2，2段380V母線以分段斷路收稿日期：2010-09-29；修回日期：2011-01-06器QFA3連接。DG接入380V母線DGM，并通過斷路第4期汪少勇：基于分布式電
7、源的微網(wǎng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行外部電網(wǎng)外部電網(wǎng)荷和冷（熱）負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)DG的出力，以期獲得QF602QF603QF601最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。主要有以下運(yùn)行模式。M2M110kV3.2.1并網(wǎng)運(yùn)行模式QF605QF604在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，DG能夠按照一定的出力策略或T2T1者負(fù)載特性調(diào)節(jié)功率輸出，運(yùn)行在并網(wǎng)模式的DGQFA3主要有3種功率分配形式。QFA2QFA1LM2LM1380Va.恒功率模式①：DG帶基本負(fù)荷，保持恒功率運(yùn)行，電網(wǎng)提供額外功率用于滿足微網(wǎng)內(nèi)負(fù)載的需QFA4一般負(fù)荷一般負(fù)荷DG求。如圖2所示，DG輸出恒定30kW的功率。M140QFA5重要負(fù)荷DG
