微電網(wǎng)控制理論與保護(hù)方法

　　隨著能源問題和環(huán)境問題的日益突出，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，成為人類社會的普遍共識，開發(fā)清潔的可再生能源資源已成為世界各國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。為協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式發(fā)電間的矛盾， 限度地發(fā)掘分布式發(fā)電在經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境中的優(yōu)勢，提出了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)是將分布式發(fā)電、負(fù)荷、儲能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成的一個(gè)單一可控的供電系統(tǒng)。它可以降低饋線損耗、增加本地供電可靠性、提高能源利用的效率等。微電網(wǎng)是指由多種分布式電源、儲能、負(fù)荷及相關(guān)監(jiān)控保護(hù)裝置構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理的區(qū)域自治型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)可緩解分布式電源與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)之間的矛盾，在充分挖掘分布式電源的效益和價(jià)值的同時(shí)，削弱分布式發(fā)電對用戶和電網(wǎng)造成的負(fù)面影響。微電網(wǎng)內(nèi)多種分布式電源的隨機(jī)性、間歇性、雙向功率流特性，多樣化負(fù)荷的波動(dòng)特性，以及用戶對高品質(zhì)供用電的 需求，使其運(yùn)行控制對實(shí)時(shí)性、靈活性、適應(yīng)性要求 高，控制維度和難度均顯著提高，也具有 高的挑戰(zhàn)性。為實(shí)現(xiàn)高效靈活的微電網(wǎng)控制，研究人員提出了微電網(wǎng)分層控制結(jié)構(gòu)： 層是一次控制層，主要功能為維持系統(tǒng)內(nèi)電壓、頻率的穩(wěn)定以及按照指令輸出功率；第二層是二次調(diào)節(jié)層，側(cè)重于微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行控制，主要實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)電壓頻率恢復(fù)以及負(fù)荷功率的優(yōu)化分配；第三層是優(yōu)化管理層，涉及微電網(wǎng)間以及微電網(wǎng)與配電網(wǎng)間調(diào)度控制以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。具體控制方式主要有集中式控制、分散式控制和分布式控制。其中，集中式控制通過中央控制器實(shí)現(xiàn)全局 化控制，但復(fù)雜的通信鏈路和控制器對系統(tǒng)可靠性和擴(kuò)展性產(chǎn)生影響；分散式控制具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但由于不涉及子系統(tǒng)間信息交互，難以實(shí)現(xiàn) 的全局優(yōu)化。分布式控制方式結(jié)合了集中式控制和分散式控制的優(yōu)勢，基于局部信息交互實(shí)現(xiàn)本地控制決策的類全局優(yōu)化，可降低通信和計(jì)算的復(fù)雜度，提升系統(tǒng)可靠性和擴(kuò)展性， 符合微電網(wǎng)的實(shí)際控制需求。因此，對微電網(wǎng)分布式控制進(jìn)行系統(tǒng)和科學(xué)的研究，是一項(xiàng)具有重要意義的工作。本書以微電網(wǎng)控制為目標(biāo)，以分布式控制方法為手段，從分布式基礎(chǔ)控制方式、分布式電源儲能技術(shù)、微電網(wǎng)以及分布式先進(jìn)優(yōu)化配置策略及及孤島運(yùn)行檢測等方面系統(tǒng)介紹微電網(wǎng)控制的理論框架和實(shí)施方法。為進(jìn)一步推微電網(wǎng)技術(shù)，指導(dǎo)微電網(wǎng)的工程建設(shè)，作者編寫了本書。本書的內(nèi)容構(gòu)建了多目標(biāo)、多層次、多屬性的微電網(wǎng)控制理論與方法，可為微電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行提供支撐，為其他學(xué)科應(yīng)用分布式控制方法提供案例借鑒。

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