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微电网控制理论及保护方法

  • 作 者:张继红
  • 书代号:526200
  • I S B N:978-7-5606-4960-3
  • 出版日期:2018-07
  • 印刷日期:2018-07
  • 业务分类:专著;
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分布式发电及微电网控制与保护技术是近年来研究的热点内容之一。本书较为全面地阐述了微电网的相关理论、分布式电源模型、微电网的综合控制策略以及保护方法,并对独立型和并网型两类微电网的优化控制策略进行了探讨。全书共7章。第1章阐述可再生能源利用的价值以及微电网的基本概念;第2章介绍目前常见的分布式电源与储能系统的数学模型;第3章给出了典型微电网的控制方法;第4章、第5章分别介绍独立型和并网型微电网的优化控制策略;第6章介绍微电网的基本保护方法;第7章论述微电网孤岛状态的监测理论。

本书适合分布式发电及微电网系统研究、设计、管理及相关领域的科技工作者阅读,也可供高等院校电气信息类专业教师、研究生参考。

针对化石能源日趋枯竭和环境污染问题加剧的现状,分布式发电及微电网技术得到快速发展。微电网指的是由分布式电源、储能系统、负荷及相关控制保护设备构成的小型电网系统,具有独立型和并网型两类灵活的运行模式和完备的发电及配电功能。微电网技术的提出旨在最大程度地利用可再生能源,加强能源综合管理,提升电力系统和用户的经济效益,增强电力系统运行的灵活性、可控性,满足用户负荷对电能质量的基本要求。作为一种国内流行的分布式电源组网技术,微电网与大电网、微电网与分布式电源、微电网与配电网均有着非常密切的关系。

微电网对大电网具有补充效应:当大电网出现电压或频率波动时,微电网系统作为备用电源可向大电网提供支撑,通过对微电网系统的灵活调度,可以实现对大电网的削峰填谷作用;当大电网出现故障时,微电网系统可以迅速与大电网解列而形成孤岛运行状态,保证重要用户的不间断供电,提高供电的连续性、可靠性;微电网对大电网的补充效应还表现在微电网系统能够解决偏远地区的供电困难问题,为重要用户不间断供电。

微电网系统是发挥分布式电源能效的助推器:微电网系统中的电源大多为可再生能源,并通过储能及控制装置实现系统稳定运行。因而,分布式电源的平滑接入,可以大量减少化石燃料消耗,达到节能减排的目标。目前,微电网技术已经成为世界各国在可再生能源领域中研究的核心问题。其中的关键之一为控制问题。在微电网系统中,分布式电源多数需要经过电力电子装置变换后接入系统,并网运行时,由大电网提供电压和频率支撑,系统能够稳定运行。相反,当微电网系统转入孤岛运行模式时,微电网的电压及频率由内部电源控制器进行调节。在这种情况下传统的并网逆变器控制方法难以满足微电网系统的稳定运行要求,因而需要深入研究适用于微电网系统的控制技术,并根据微电网内各分布式电源的容量调节有功和无功功率,进而输出稳定的电压和频率,以实现微电网系统的稳定运行要求。

微电网配电系统保护的复杂性:随着分布式发电并网技术的逐步成熟,大量分布式电源的接入运行将对配电网的结构和配电网中的短路电流大小及分布具有重要影响,由此给配电网的继电保护工作也带来较大的负面效应。例如,大量分布式电源的接入会改变潮流方向,减小短路电流水平,干扰故障点的准确判断等,因而传统的配电网保护装置或方案将不再适用。为了保证在新情况下继电保护的动作正确性,有必要研究新型的保护方案,以消除分布式电源的接入对传统保护带来的影响,为分布式发电技术的广泛应用和微电网技术的推广扫除技术障碍。

本书较为全面地阐述了微电网的相关理论、分布式电源模型、微电网的综合控制策划以及保护方法,并对独立型和并网型两类微电网的优化控制策略进行了探讨。

本书的出版得到了内蒙古自治区自然科学基金项目“基于微电网的储能功率变换器拓扑理论及智能控制研究”(2016MS0515)的资助,在此表示感谢!

由于编者水平有限,撰写时间仓促,书中的不妥之处在所难免,恳请读者给予批评指正。

编 者

2018年1月

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