[發(fā)明專利]一種以分功能子微網(wǎng)為自平衡單元的微電網(wǎng)組建方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN110752617B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫輝;吳昊;胡姝博;高正男;周瑋;于曉穎;劉新宇;高垚
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種以分功能子微網(wǎng)為自平衡單元的微電網(wǎng)組建方法，屬于微電網(wǎng)組網(wǎng)及運(yùn)行領(lǐng)域。對分布式電源進(jìn)行分類總結(jié)并與負(fù)荷進(jìn)行就地平衡來組成具有分功能的子微網(wǎng)A或B，以子微網(wǎng)A、B接受控制并共同組成主體微電網(wǎng)，上述子微網(wǎng)具有脫離微電網(wǎng)作為自平衡單元的獨(dú)立運(yùn)行能力。通過這種方法組建的主體微電網(wǎng)在一部分子微網(wǎng)因事故脫離的情況下仍然能維持運(yùn)行。子微網(wǎng)A、B的內(nèi)部同時(shí)包含電源和負(fù)荷，形成一個(gè)功率平衡的整體，這個(gè)整體在主體微電網(wǎng)的分層控制下接受控制中心MGCC的控制，在自平衡單元和外部的公共連接點(diǎn)PCC處僅表現(xiàn)出受控制的功率流動(dòng)特性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)單元內(nèi)負(fù)荷和電源的就地平衡搭配，簡化微電網(wǎng)的規(guī)劃和擴(kuò)展過程，子微網(wǎng)具有運(yùn)行靈活性。

所屬領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電網(wǎng)組網(wǎng)及運(yùn)行領(lǐng)域，涉及一種以分功能子微網(wǎng)為自平衡單元的微電網(wǎng)組建方法。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng)，用來協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾。由于分布式電源對清潔能源的利用，以及微電網(wǎng)處理配電網(wǎng)中的國家對于微電網(wǎng)的建設(shè)力度加大，微電網(wǎng)在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中的占比逐漸上升。隨著光伏、風(fēng)力發(fā)電等更多不同類型的分布式電源實(shí)現(xiàn)裝機(jī)并網(wǎng)，良好應(yīng)對了更多的負(fù)荷增長情況，有效實(shí)現(xiàn)對可再生能源的利用。

但微電網(wǎng)在擁有眾多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可再生能源類的分布式電源受限于環(huán)境，有著發(fā)電量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。微電網(wǎng)中的逆變器均為無轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的靜止元件，缺少傳統(tǒng)意義上具有高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)軸發(fā)電機(jī)，從而導(dǎo)致了阻尼小、運(yùn)行慣性低以及容易受到擾動(dòng)而失去穩(wěn)定，在并入電網(wǎng)時(shí)，需要經(jīng)過一定的規(guī)劃或者是輔助設(shè)備來抑制這些缺點(diǎn)。微電網(wǎng)的控制環(huán)節(jié)繁瑣，需要統(tǒng)籌管理內(nèi)部的所有不同類型分布式電源及負(fù)荷，收集不同類型的數(shù)據(jù)，分析控制對應(yīng)的源荷，使得微電網(wǎng)管理中心(Microgrid Control Center,MGCC)承受了較大的負(fù)擔(dān)。微電網(wǎng)的脆弱性導(dǎo)致個(gè)別電源和負(fù)荷的失效使整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行崩潰。這些是當(dāng)前微電網(wǎng)發(fā)展面臨的一些問題。

在微電網(wǎng)系統(tǒng)中儲(chǔ)能蓄電池主要是指用于儲(chǔ)蓄太陽能、風(fēng)電等可再生能源用的蓄電池，其具有儲(chǔ)存電量與充放電的功能，對于微電網(wǎng)運(yùn)行過程中的源荷能量不平衡有很好的調(diào)節(jié)效果。

在微電網(wǎng)中加入具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的環(huán)節(jié)，即同步機(jī)型分布式電源可以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求。《A Novel Design for an Expandable,Modular Microgrid Unit》中提出一種用于構(gòu)成微網(wǎng)的基本模塊，其中的主要電源為同步機(jī)，也可以以多個(gè)相同結(jié)構(gòu)組成微網(wǎng)。在對于模塊內(nèi)部的斷路器以及變流器控制來實(shí)現(xiàn)其多種運(yùn)行模式。強(qiáng)調(diào)各個(gè)模塊都有獨(dú)立運(yùn)行的能力，含有完整的控制、保護(hù)和自動(dòng)運(yùn)行元件。實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷增長的平衡，也滿足了系統(tǒng)對于穩(wěn)定性的要求。

對于解決不同類型和容量的分布式電源分散接入微電網(wǎng)管理復(fù)雜的問題，將微電網(wǎng)作為一個(gè)分層管理的中層是一種解決方式。文獻(xiàn)《串聯(lián)結(jié)構(gòu)光儲(chǔ)型多微網(wǎng)控制策略》中提到多微網(wǎng)的概念，是解決配電網(wǎng)中微電網(wǎng)滲透率逐漸提高的一種方法，體現(xiàn)出了配電網(wǎng)對于微電網(wǎng)的分層管理和運(yùn)行策略來簡化控制結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)《Enhancing Power SystemResilience Through Hierarchical Outage Management in Multi-Microgrids》中提到了通過對于多微網(wǎng)的分層功率輸出管理來提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，但是其關(guān)注點(diǎn)在于將多微網(wǎng)看作功率輸出模塊進(jìn)行優(yōu)化分配，沒有具體分析微電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于避免微電網(wǎng)對于分布式電源和負(fù)荷的接入而使其存在運(yùn)行缺陷以及控制和管理復(fù)雜化的問題，提出一種以分功能子微網(wǎng)為自平衡單元的微電網(wǎng)組建方法，通過分析這種能實(shí)現(xiàn)自平衡的分功能子微網(wǎng)以提升微電網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性、易控制性和可擴(kuò)展性，滿足對于微電網(wǎng)建設(shè)和擴(kuò)展的需求。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：