[發明專利]光伏與微型燃氣輪機混合微網協調運行控制方法

無效

• 申請號: 201110442313.9
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102545255A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 周念成;王強鋼;鄧浩;池源;謝光莉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及微電網并網協調運行控制技術，尤其是一種光伏與微型燃氣輪機混合微網協調運行控制方法，屬于電力電網控制技術領域。

背景技術

隨著能源危機和環境污染的日益嚴重，微網技術作為一種可行的解決方案，已經成為研究熱點。光伏微源以資源豐富、分布廣泛、清潔等特點成為最具開發潛力的可再生能源之一。由于光伏發電具有明顯間歇性，輸出功率受天氣變化影響較大，加入可控微源或分布式儲能與光伏發電互補形成混合微網，能提高光伏發電的可靠性。在可控微源中，微型燃氣輪機發電能同時供應冷熱電負荷，具有排放少、效率高及燃料適應性好等優點，已成為冷熱電聯供微網中最有發展前景的分布式電源，因此研究光伏與微型燃氣輪機組成的混合微網運行特性和協調控制策略具有重要的意義。

微網技術作為分布式能源向電網供電的高效利用平臺，在分布式發電技術發展中具有舉足輕重的作用，與電力系統安全、穩定和經濟運行息息相關。微網技術是新型電力電子技術、分布式發電技術、可再生能源發電技術和儲能技術的綜合，具有有以下特點：

①微網提供了一個有效集成應用DG單元的方式，繼承擁有了所有單獨DG系統所具有的優點；

②微網作為一個獨立的整體模塊，不會對公用電網安全性產生不利影響，不需要對公用電網的運行策略進行修改；

③微網可以以靈活的方式將DG單元接入或斷開，即DG單元具有“即插即用”(plug-and-play)的能力；

④DG單元并網的許多問題都是由DG單元響應速度慢、慣性小的特點引起的，多DG單元聯網的微網增加了系統容量，并有相應的儲能系統(蓄電池儲能系統、飛輪儲能系統等)，使系統慣性增大，減弱了電壓波動和電壓閃變現象，改善了電能質量；

⑤微網中DG單元可以是多種能源形式(光電、風電、微型燃氣輪機等)，還可以以熱電聯產(combined?heat?and?power，CHP)或冷熱電聯產(combined?cold?heat?and?power，CCHP)形式存在，就地向用戶提供熱能，提高了DG單元利用效率；

⑥微網在上級網絡發生故障時可以獨立自主運行繼續保障供電，提高供電可靠性。

其中，孤島(自主)運行的能力是微網最重要的特點。從用戶負載側來說，微網可以看成一個自治的電力系統，它可以滿足用戶對電力質量和可靠性的要求。從大電網一側來看，微網就像電網中發電機或負載一樣，是一個模塊化的整體。

由于光伏發電系統輸出功率的波動特性，必然與可控微源或儲能設備存在配合問題，與其他可控微源相比，微型燃氣輪機具有壽命長、可靠性高、燃料適應性好、環境污染小和便于靈活控制等優點，且響應速度較快，在直流側配置較小容量的儲能設備就能響應快速變化的負荷。目前國內外的研究學者對光伏發電做了大量的研究，包括并網和孤島運行的光伏發電系統，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制(MPPT)、孤島檢測以及逆變器的控制策略等，都各自具有一定的特點，在很大程度上推動了光伏發電產業的發展，但是對于光伏發電在微網中的應用及與其他微源配合的研究還相對較少，而且這些都沒有考慮混合微網的并網運行以及并網孤島兩種運行方式的切換。

發明內容

針對現有技術存在的光伏發電系統出力有波動以及微型燃氣輪機動態響應速度慢和延時的缺點，本發明的目的是提供一種新的光伏與微型燃氣輪機混合微網協調運行控制系統方法，以減小光伏發電系統出力的波動并克服微型燃氣輪機動態響應速度慢和延時的問題，實現對并網與孤島狀態下混合微網的協調運行控制。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：

光伏與微型燃氣輪機混合微網協調運行控制方法，本控制方法涉及經公共連接點分別接入配電網的光伏發電系統、微型燃氣輪機發電系統和蓄電池充發電系統，公共連接點處設有使微網在并網和孤島兩狀態間切換的靜態開關；所述光伏發電系統包括依次連接的光伏陣列、MPPT控制器、PQ控制器和并網逆變器；所述微型燃氣輪機發電系統包括微型燃氣輪機控制器、微型燃氣輪機、雙PWM變流器、PQ控制器和V/F控制器，其特征在于：