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基于用户侧互动的微电网优化调度方法研究

'基于用户侧互动的微电网优化调度方法研究'
片产 . V .' .4 . /紙 . 、 'V . ? ' . - —" ^茂; 才^ . ' ' ‘ 分— .. ; 、'v '"’。 ; ’ 、鷄  ? . . 々 ?-一. - A'- . 、 J .. . 、 、 '? ■一 . *v- - 巧S* ; 、 ? -於 - * ?如 ’ 勺 ., -常V 乂 . 学校代祀 11632__ _ . ‘ ‘ 1 ' ^ ’ : -誤 建 ' ; ■ / - ' 户 方 刊於 广參 ‘ .分 s 、 : ^ .' V . ' . . :病 '讀 V , 洛级 : 苦 —丝五 .,卷Vy5; ■ ' ■ ' ■^赛 '可%  ■ 毕 号: Y2012 2011M户 柄 f ■ .竿 iI ^ 、 S ' 1(^  、 .V哈批:: . . ’ ;知 ’SMENYANCNCTl fUTEOFENGINEERING — f ^> — . , 一 .  "王 積专业学 泣硕 :i:学僮论文,/ 论义題目 :基于用尸側直动的微电 两化 ? : 、 杳 ‘ ‘S - //  飞 化调度方法硏究/ 、 掉挥 - i;無 ’4 . .V V . —半 式、 - . . . . "  . . . ,  ‘ . ' .V. . ' ' -V ' - n -,A一 、 ’ 、 ; :—  八- . , ' - 、 ' . 、 V ; , . 這 苹 ' 7/(学侍论文影式 :应用新究) 衣 , 、 / . ' C . . ' '、 - 产\\ 、 ;V ,. _ : ' - ‘ ‘' ‘ —%V 'S ‘ s. 、 、冷 \ — -V - i ' ' ' 研究主姓名 : .杨蒂A , . 、 , 、- .: 一 、 ?*V、 * ' ; . .. : V - : , ‘ , , 、 接内事师始名 ; —_.塔堡查_—__V . . , '皆 \J  、 . . . 声 , . ' .、 ’ . ,. 戈\ 、 . ' V ‘ ; ' , '/ , ,企业泽师姓名 :朱佐: ''" IJ :\ ‘ ;v ' ^' 丰. ' ' , .巧 : :'" , ’ ', ' :;> ■ ;.r ■ ■ ' V '?々 ? ? 扣请牵记爱别全日街王转 -业 学位巧击学侣授予拿位__ _进巧 里学皂 ,一 。 — ' . — ? 一 、 '*南 . 工运巧瓦占如电互壬趕 论文答麵 ]期 —甚造專_1立It鸟 ―一 . ■ 、 . . 巧二方倚电力系漆运行与控制谷辩委 &会主诗王六.志 ; ' ■ " ^ ' ■ , ■—————’.— ? t. S ?、 - — ■ ?G巧卑1刀14日 ’ : -I ’ v ' - ’ ' 三 . -? 、、\ 、 譯戈y , : ; 。 :、> \為赛; 六 ' .'n\ ' v '> . ' 革 ‘綠 ^ ' V ' . 一 '— ' ;  \ \ \ - . ,六 ‘ ' 車V , ‘ - ' . ‘ ; . .1-V '\ '忠 ' ‘.r ■ ■ .^ . . .,、 一‘>* ‘ 、 . -一 . . — - ^' 兵 : ? ; r. ^: ■一>■ - ' .V  采 . . . V ' . . .令 { 马 三一1  硕 :t学位论文 基于用户侧互动的微电网化化调度方法研究 ResearchofMicrogridOptimizationSchedulingMethodBasedon  CustomerInteractive  作者姓名 ; 撞達 学科、专业 :电气工程 学号 :Y2012 201114 校内导师 :张铁岩 企业导师 : 朱链  完成 日期; 2 014.10 旅拜义知《挺 ShenyangInstituteofEngineering  基于用户侧互动的微电网优化调度方法研究 论 文作 者签名 ; 貪  校内导师签名 企业导师签名 :%始  论文评阅人 1 :  评阅人 2 ;^ 唉  评阅人 3 :  评阅人4 :  评阅人 日:  答 辩委 员会主席 : ■ ■ - .委员1 :■^ .  委员2; ? ■ ? 3 ^^^ . . ' — - 委员 3 :紗 ]点 . 委员4 ; 务员、5;^ ' 答辩日期 ; . 心岭 广.  Res earchofMicro幻ri dOptimizationSchedulingMethod  Bas色donGustom色rInteractive Author、Sigma化re;  S叩ervisor ’ ssig nature ^  Supe rvisor ’ ssignature: 个 特 .  Reviewers:私 . 淡  的立 Examining Comm itteeChairman : ' Examining Comm itteeMembers:   <y\ . . — 是店A .  - Q^ \  一 方蘇 ^ _ Dateo foralde反nse:记. f . I f  沈晒工程学院学位论文独创巧声明 作者郑重声明 :所呈交的学位论文,是 本人 在导师 的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知 ,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外, 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请 学位或其他用途使巧过的成果 。 与我 一 同工作的同志对本研究所做的贡献 场臣在论文中做了明确的说明并表示了谢意 。 着有不实之处 ,本人愿意 承担 相关法律责任。  学位论文题目 :基于用^侧互动的微电网优化调度方法研究  作 者签名:糸 誇 日期:年 / 月 日 沈阳工程学院硕±学位论文 搞要 随着分布式发电系统的应用日益广泛、用户对供电质量和供电可靠性的要求日益提 离,催生了微电网等新型电网结构 。 同时 ,微电网也 是未 来智能配电系统的 一种 重要组 网模式,其运行控制系统是确保微电网安全、经济、可靠运行的关键。本文在总结多种 不同类型微电源数学模型的基础上,W多类型微电源协调、微电网安全经济运行、用户 侧主动参与为 主线 提出了经济、高效 、通用、可靠的微电网优化调度模型。 微电网研究的主体 是各 种不同类型的微电源及其相关的控制系统 。 与大电网中电源 类型较为单 一不 同,微电网中存在多种能源和接曰类型的微电源 。不同的并网接口及各 自不同的控制策略使得不同的微电源具有不同的功频特性 。 因此,本文对各微电源的控 制系统 数学 模型进行推导,研究了各自的运行特性 。 微电网优化调度的目的是实现微电网、配电网及用户側的协调优化运行 。 本文通过 分时电价和切负荷补偿激励机制 ,将时段 平移 、移嗦填谷和负荷削减H种 需求 侧响应措 施引入到微电网W日为周期的小时级优化调度中 ;在考虑间歇性电源、常规电源及储能 配合的基础上,建立了多种优化目标下的调度模型;提出 了 一套综合评价指标 ,定量评 估微电网并网运行时在不同目标下的性能,1^^实现电源侧和负荷侧资源的优化配置 , 提 高微电网的运行效益 。 关键词:微电网;微电源;用户侧互动;优化调度 - I - 基于用户侧互动的微电网优化调度方法硏究  Abstract  Withthewidespreadapplicatio打o fdistr ibutedgenerationandincreasinglyrequirements o fpowersupplyqualityandreliabi lity ,a打ewtypeofo fpowersysbmstructurenamed  "M icrogrid " wasproposed.Themicrogridwi llbeanimportantpartoftheuti l itygridunderthe  backgroundofsmart gr idi打thefuture.了hekey化ensurethethemicro gridsaf ety,economic  operationisitsoperatic打andcontrolsystem .Thisdissertation prop osesaoptimalscheduling  modelwhichcanmakethemicrogride co打omical,efficient,universalandrel iablebyfocusing  o打themicrosourcescoordi打ation ,themicrogridsafeyoperationandcustom巧interaction . Themainbodyo fmicrogridisthediff erenttypesmicrosourc esandtheirassociated  controlsys1;em.Therearevariousmicrosourceswithdifferentenergyand interfacetypes ,and it  isdisti打ctwiththemacrogri过,whichusuallyhassingletypepowersource.Different Grid -connectedinterfacesandcontrols trategiescanmakethemicrosourcehavedifferent  powerfrequencycharacteris tics .Therefore , thispaperdrawupthemathematicalmodelof every d ifferenttypemicrosource , andstudies theiroperationcharaderistics. Thepurposeofmicrogridoptimizingoperationisthecoordi打ationandoptimization amongmicrogrid , distribution打etworkanduser s.Threedemandresponsestrategiesrelatedto  timeshift , peaksh iftandloadsheddi打gareintroduced化themicrogridhoulyoptimization schedul ing.ThedemandresponsestrategieswereincentedbyTOUandcompensation  mechanism .Basedonthedemandresponse ,avarietyofoptimizat ionobje ctivesofthe  scheduli打garemodeledforamicrogridconsideri打gintermittent:microsourcesa打denergy  stora呂e.Thenacomprehensiveevaluationindexproposedtoasses sthemicro呂ridoperation  i打aquantitativeway. KeyWords:Microgrid ;Microsourc e;cu巧omerin teractive ;optimalschedul ing - II - 沈阳工程学院硕壬学位论文 目录 摘要I  AbstractII 10录V  表0录VI  1绪 1 1.1选题背景及意义1 1 .2 微电 网运行控制相 关技术研究现状及存在的不足2  1.2.1微电源控制策略3 1 .2.2微电网控制系统3  1.2.3 电能质量分析4  1.2.4小干扰稳定性分析 5 1.2.5能量管理系统6 1.2.6微电网效益评估7  1.2.7并网/孤网/并网切换控制7 1.2.8微电网优化调度策略8 1.3 本文 主要工作8 2微电源模型与控制 10 2.1引胃10 2.2 微电源模型 10 2.2.1光伏发电10 2.2.2风为发电机 11 2.2.3柴油发电机14 2.2.4储能装置15  2.3逆变器控制17 2.3.1 恒功率控制 18 2.3.2下垂控制22 2.4 本章 小结26 3基于用户侧互动的微电网优化调度策略研究28 3.1本章引论28 3 .2 微电网优化调度功能模块28  3.3用户侧参与互动的需求侧响应措施29  - I I I - 基于用户侧互动的微电 网优化调度方法研究  3.3.1时段平移29 3.3 .2 移峰填谷30  3.3.3 负荷削减 31  3 .4优化调度策略模型. ..31 3.4.1 目标A —经济性 31 3.4.2目柄B —环保性 36 3.4.3 目标C — 自治性 37 3.4.4 目标D —综合 37  3.5 综合评价指标 39 3.6优化调度算例;40 3.7算例分析42 3.7.1需求侧响应措施比较45 3.7.2优化目标比较48 3.7.3微电网性能评估49 3.8 本章小结50  4结论与展望52 参考 :fc献53  致谢60  沈阳工程学院学位论文版权使用授权书6 1 - IV - 沈阳 工程学院硕±学位论文  图目录 图 2.1 光伏 电池等效电路图1 1 图 2.2 异步风为发电机结构 11 图 2.3双馈风力发电机结构12 图 2.4 直驱式风力发电机结构 13 国2.5永磁同步发电机的数学模型 14  图 2.6 柴油机调速系统模型 14 图2.7蓄电池的通用模型 16 图 2.8 逆变器接口微电源示意图 18 图2.9PQ控制型逆变器电路结构图 19 图2.10逆变器双环 解賴 PQ控制策略21 图2.11简化双环控制框图2 2 图2.口Vf控制型逆变器电路结构图23  图 2.13下垂控制的原理23 圍 2.14逆变器下垂特性2 4 图 2.15逆变器的 电压电流双环控制策略25  图2.16电压比较点 后移 的逆变器双环控制框图25  图2.17逆变器双环 控制 简化框图26  图 3.1 微电网日前发电计划模块图 28 图 3.2典型参与时段平移的生产负荷曲线29 图 3.3移峰填谷 措施 30 图 3 .4 微电网优化调 度策 略研究单线结构图41  图3.5化化调度输入数据43  图3.6负荷意愿曲线44  图 3.7参与 移峰 填谷的负荷曲线46  图3 .8参与负荷分级的负荷曲线47 图3 .9引入需求侧响应的多目标优化负荷曲线47 图3 .10 优化结果49  -V- 基于用户侧互动的微电 网优化调度方法研究  表目录 表1.1微电源巧制策略分类3 表2.1常见储能方式的特点 15 表3 .1微电源污染物排放系数和排放成本41 表3 .2微电网中各微电源参数42 表 3.3 微电网优化调度策略 45 表 3.4互动负荷调用时段45 表3 .514种优化策略下的综合评价指标50 -VI - 沈阳工程学院硕 :f:学位论文  1 绪论 1 . 1选题背景及意义 分 布式 发电是提高能源效率和改变能源结构的重要途径W。但 分布式发电的接入对 电网的运行、控制 、;さ确矫娲戳 深刻 影响 。为解决分布式发电的接入问题 ,充分 利用分布式发电的 优势 ,本世纪初学者们提出 了微电网的运行管理方式即利用先 进的 电力电子技术,在 一个局部 区域内直接将微电源、负荷、储能装置、控制装置和终 端用户联系在 一起 , 形成 一个" 单 一 可控单元 " ,优化和提高能源利用效率,促进社会 向绿色 、环、节能方向发展。微电网是 一个能够 实现自我控制 、 ; 和管 理的自治系 统,它既可与大电网并网运行 ,也可在大电网故障或需要时与大电网断开孤网运行,充 分满足用户对电能质量 、供电可靠性和安全性的要求。 在发展低碳经济的同时 ,为了寻求 一种 能够保证环境可 持续发展 , 并满 足用户能源 需求的供电 方式 , 智能电网的概念应运而生 twl 。在智能电 网的发展过程中 ,配电网的 形式 由被动式向主动式网络转变 。 配电网的转变使得电源 侧和 用户侧可W实时参与系统 运行,实现电网 、电源与 用户的互动。而微电网这种 新型的 电网结构恰 是实现主动配电  网的 一种 有效的方式 ,能够促进传 统电网向智能网络的过渡M。 因此,随着电网配电和 用电环节逐步实现智能化,微电网将作为 智能电网的有机组成部分发挥更大作用。 为推动微电网在电力系统中的发展,世 界各 国在微电网试验 平台和示范工程方面做 了大量工作 。 欧洲 、美国、日本等国家都针对本国实际提出了微电网的概念并积极开展 研究,微电网在理论与应用上都取得了丰硕的成果 与国外相比 , 我国发展微电网应具备中 国特色,微电网的建设要将 能源建设和电网 建设紧密结合 , 实现经济社会的可持续发展 。 国内对微电网的研究相对国外起步稍晚, 很多高校 、企业和研究机构都在持续关注这个研究 领域 ,开展 一些探索 性的研究工作并 已取得很多成果 [口 - 1引 。 通过对国内外研究成果进行总结 ,发现微电网中多种类型的电源同时存在 ,具有控 制对 象丰 富 、运行模式多样和控制策略复杂等特点,且用户对供电可靠性和供电质量的  需求也呈现多样化 。 因此微电网的运行 控制系统尤为重要,只有在运行控制系统的管理 下微电网才能够安全 、可靠、经济、高效地运行。但由于微电网的控制 目标与大 电网有 较大差异 ,大电网运行控制的经验很难直接照搬到微电 网中 而现有的微电网运行 控制系统中,元件 级和 系统级賴合紧密,很多功能模块集成在 一起 ,当微电网拓 孙结 构 和电源配置发生变化时,运行控制系统很难进行移植, 限制了微电网的发展 。 - 1 - 基于用户侧互动的微电 网优化调度方法研究  本文^微电网在智能电网中的发展为研究背景 , 1^ ^1微电网提出的初衷— —对 内成为 " 优良电能供给者 " 、对外成为 " 单 一可 控单 元 " 为立足点 ,紧密结合微电网中微电源 差异大、控制策略复杂、运行模式多样和用户互动的特点,研 究具 有通用性的微电网运 行 控制 系统。开展本课题对于稳步推进微电网的建设,理清微电网运行控制中出现的问 题具有如下重要意文 : (1) 扩大微电网的应用范围, 増强 运行控 制系 统的可移植性 由于资源分布、硬件组成、 电网条件等因素的限制 ,各个地区微电网应用基础各不 相同,运行控制系 统很 难相互移植。 如果 提取其共性,研究出具有 一 定通用性的运行控 制系统结构,就可W大大 増强 运行控制系统的可移植性,扩展微电网的应用范围 。 巧 提高分布式电源的利用率 圧EEP1547的草案规定在大电网发生 故障 时 ,分布式电源必须马上退出运行,这就 限制了分布式电源的利用率.将分布式电源纳入微电网中 ,大电网故 障时 ,微电网 切换 到 孤网运行,不会对大电网造成影响,微电网中的分布式电源也不必退出运行,提高了其 利用效率 。 (3) 提高重要负荷的供电可靠性和供电质量 大电网发生故障时 ,出于对全网安全的考虑 ,可能会切除部分负荷。但如果微电 网  运行控制系统能够平滑切换到孤网运行模式,在备用充足的情况下, 能够 保证重要负荷 供电的连续性和供电质量 ,将大大提高重要负荷的供电可靠性 ,使微电网对用户而言成 为 一个 " 优良电能供给者 " 。 (4)提高分布式电源利用的经 济性 和全网的环保性 微电网运行控制系统将微电网变成 " 单 一可按单元" ,能够在多个微电网 、 微电 网  和配电网之间对微电源和负荷进行优化调度,在保证微电网稳定可靠运行的前提下 ,最 大限度地提高分 布式 电源利用的经济性和全网的环保性。  1.2微电网运行控制相关技术研究现状及存在的不足 目前国内外对微电网关键技术的研究主要集中在 Pi ’22 l ; 微电源控制、负荷控制及微 电网 系统 的控制 心 -24 1 ;微电网的孤岛检测与孤网控制P s -29 1 ;微电源的优化配置微 电网与大电网的协调运行PM S I ;经济运行控制 PWSl ;安全与;ぜ际醯确矫 国内  外所建立的试验或示范工程大部分仅从硬件上实现微电网正常运行 , 尚未建立 一套具有  通用性的微电网运行控制系统使其涵盖微电网运行与控制的各个方面 ,W协调微 电网内微电源和负荷的控制、微电网与大电网的运行 。 - 2 - 沈阳 王程学院硕±学位论文  1 .2.1微电源控制策略 微电网内微电源的类型非常丰富,控制策略和控制目标也各不相同,有些微电源主 要控制微电网的电压和频率,而有些微电源W其输出的有功功率和无功功 率为控制目 标。按照微电源的主要控制功能,表 1 . 1 给出 了微电源控制策略的 一般分类 ,将微电源 的控制策略分为网络跟随择制和微电网形成控制两大类,每 一类控制策 略又可分为非交 互式控制和交互式控制 WWW 。 表 1. 1微电源控制策略分类 Tab.1.1Clas sificationofmicropowercontrolstrategy  网络跟随控制微电网形成控制 非交互式控制策略功率输出(MPPT控制)电压和频率控制  ̄ 交互式控制策略 电力调度(有功和无功支撑)负荷 分享 (下垂控制)  当微电源无需用作控制微电网的 电压或者频率时,主要采用网络跟随控制方法。网 络跟随控制通常用于电压和频率合格时微电源的功率控制 。此时 ,若微电源的功率输出 控制与其他微电源 或者 负荷控制策略之间相互独立,则微电源的控制策略 称之 为非交互 式控制 ,如采用最 大功率跟踪 (MPP巧控制的光伏发电或风力发电 ;而当微电源控制策略 需要 指令来调度时 ,则称之为交互式控制。网络跟随控制 一般用 于微电网并网运行情况 , 微电源采用有功 一无功 CP0或有功 一 电压CPF)控制策略。  当需要对微电网进行电压或频率控制时 , 需要 微电源进行微电网形成控制 。若电压、 频率的巧制由单 一微 电源完成 ,则此微电源W非交互式控制方式运行,其作用等同于理 想电压源,此时 ,要求承担电压 、频率稳定控制任务的微电源具有足够 大的有功、无功 容量W实现 功率 平衡 。若由两个或者多个微电源承担系统运行状态变化后的偏 差功率 时 ,则需要通过交互式控制策略分配各微电源 目标调整功率的大小 ,如通过下垂线控制 来协 调各个微电源出力 ,进而调节整个系统的 电压和频率。微电网中各微电源的运行点  可W通过动态的改变下垂线斜率 、设置电压和频率值实现。微电网形成控制 一 般用于微 电网孤网运行情况 ,微电源采用电压 一频率 (巧)控制或FF 下垂 控制 。 目前 ,对电力电子变换器接口的KF控制策略, 特别是比较其控制 特性 与同步发电  机的区别方面的研究还不完善。 1. 2 .2微电网控制 系统  鉴于微电网的运行特点,微电网控制应满足W下几点要求 ( 1 )保证微电网的  供电质量 ,尤其是对电压和频率的 要 求 ; 口) 微电源 能够 " 即插即用 " ,且接入后不影 - 3 - 基于用户侧互动的微电网优化调度方法研究  响供电质量 ; (3)采用微电源的本地信息进行控制而不是全局信息 ; (4) 微电网能够正 确灵活的并网和孤网,并在两种运行方式下都能正常运行; (5)具有校正电压跌落和系  统不平衡的能力 ; (6) 能够对有功、无功功率进行解帮控制 。 针对微电网内部各种微电源的协调控制 ,目前所提出的微电网控制方法可W分为W  下H类 : (1)分散控制 。分散控制指微电源之间无需通信,各自采用本地信息控制即插即用  控制(plugandplay)和对等(pointtopoint)控 制都 属于分散控制 P4 ’54 -气 采用分散控制时 , 常用的方法是类比于同步发电机 ,对电力电子接口型微电源根据微电 网的控制目标选择 下垂线进行控制 ,利用下垂线将系统不平衡的功率动态分配给各电源,保证孤网下微电 网内的电力供需平衡和频率统 一 ,具有简单、可靠的特点。但目前对分散控制的研究是 基于纯电力电子接口的微电网没有考虑与传统同步发电机接曰和异步发电机接口  的协调控制 。 P)集中控制 ts swi 。集中控制 一般将微 电网分为元件层、微电网控制层和配电 网层 进行控制 。 配电 网层用于 协调 多个微电网之间的运行,让微电网参与到配电网的 电压和 频率调节 ,并负责配电网和微电网控制器之间的信息交换。微电网层的作用是:①启动、 停止微电网 ;②根据间歇性能源(如太阳能和风能)的预测结果W及优化调度策略 ,指定  各发电单元的发电计划,使系统的发电 、用电功率达到平衡。元件层主要用于电源和负  荷的控制。该控制系统将微电网运行、控制中的各种问题都集中在微电网层 , 没有从微 电网的角度出发从功能上进行细分 , 降低了微电网的经济性和运行效率 。 (3) 集中分散混合控制策略 ;诙啻砑际醯姆植憧刂撇呗允 一种 典型的集中分 散混合控制 。采用基于多代理技术的微电网控制 方法 能够对微电源和负荷 变化进行 自治、自发响应。 一 种典型的采用多代理技术的 =级控制 结构及功能如下: 一级控制在  微电源和负荷本地 ,采用分散控制动态调节功率平衡W保证微电网可靠性运行 ; 二级控 制类似于微电网 中央控制器,对微电网进 行全 局控制 ,减少电压和频率波动 ; H级控制  考虑微电网与大电网的协调 , 实现微电网的经济最优 。 目前多代理技术研究刚刚起步 , 尚无成熟应用的实例 ,若要使其在微电网的控制中发挥更大的作用,还需进行大量研究。 1.2 .3电能质量分析 微电网的地理范围较小 , 电能质量的微小扰动会迅速在微电网内扩散,甚至演变为 稳定问题。 因此 ,提高电能质量是辅助提高微电网运行稳定性、调整频率、补偿负荷波 动的重要技术手段 。根据欧洲能源监管委员会(CEER)的定义 , 供电电能质量 主要 由H个 部分组成,分别是商业质量、供电的连续性和电皮质量 。电压质量和供电连 续 性 合起来 - 4 - 沈阳 工程学院硕±学位论文  被称为电能质量 。供电连续性通常用特定时段 (如 一年 )内发生的停电次数 、停电持续时  间 、累计停电时间等指标来衡量 [643 。 微电网电压质量问题主要包含兰个方面 : ( 1 ) 谐波问题 微电网中的谐波大多来源于各种电力电子接口设备 , 目前的研究大多集中于对电力 电子开关谐波的分 析和 抑制W及通过电力电子控制器抑制 非线 性负载产生的谐波上。文 献[68]设计了逆变器 滤波 器结构W及逆变器电压和电流控制模式下的控制策略使开关谐 波能得到抑制。文献 [6 9]提出 一 种带滤 波功 能的并网逆变器,通过在其电流控制环添加 滤波指令,使得微电源并网逆变器在提供有功功率的同时发出补偿谐波,抑制注入电网 的谐波 。文献 [7 0]介绍了微电网 中逆变器的控制技术 ,可W在非线性负载或是网络失真 的条件下,补偿低次谐波的电压 ,改善电能质量。送些研究较少分析微电网孤网运行时, 由逆变器作为微电网的 电压控制源时补偿装置 和 非 线性负载对电能质量的影响 。 (2)电压波动和闪变 在微电网系统中 ,可能存在 一些 间歇性电源 ,其频繁的起停操作、功率输出的变化, 将会给所接入系统的用户带来电压闪变的问题,特别是在微电网孤网运行状态下,该问 题将会更加突出 tW 。文献 [7 2]提出 了 一 种串 、并联式的逆变器结构作为电能质量补偿器, 利 用并联逆变器维持电压平衡 ,进行功率分配,孤网运行时与其他并联逆变器协调运行, 并且为微电网提供同步信号 ,而串联逆变器则注入适当的电压分量来限制和平衡联络线 电流。 (3) 电压暂降 电压暂 降是电网中 一种 十分常见的问题 ,这种电能质量问题会对微电网的运行产生 严重影响 。文献 [73]提出 一 种电流限制算法 ,整合逆变器的控制策略使微电网在大电网 电压骤降时避免受到过大的故障电流冲击 。文献 [74]针对并联电压补偿 方式对串联电压 补偿方式的功率分担作用 ,提出 了微电网的电暂降联合补偿法,改善微电网的电压水平。 1.2.4 小干 扰稳定性分析 由于微电网 中各微电源的位置具有 一定 的分散性,不同微电源的额定功率 一般不  同,为分析不同功率管理策略下微电网的小干扰稳定性, 一 般需要建立整个微电网的。崳 干扰稳定性分析摸型 , W用来 : ( 1 )评估微电网的稳定性 ; (2)利用小干扰稳定性分析 结果设计各微电源的控制器控制 参数并优化 ; (3)研究不同功率管理策略对微电网 ,尤 其是孤网运巧微电网动态性能的影响 ; (4)评估带有电力电子接口的新能源和传统能源 的微电 网特性和 动态性能,W及微电源和网络的交互影响 。 5 - 基于用户侧 互动的微电网优化调度方法研究  徹电网的小干扰稳定性分析模型不仅需要考虑传统的同步机模型,还需要将含电力 电子接口的 电源考虑在内 , W及线路阻抗对徴电网控制 效果的影响 。文献 [75]提出 了微 电网中各元件的小干扰稳定状态方程建模方法 ,包括VSC 模型 、 同步电 机模 型、网络 的动态模型、负荷动态模型 ,通过建立统 一参考轴 , 将各部分统 一 到 一起 形成整个微电 网的模型,并利用特征值分析法分析网络参数、控制器参数 、锁相环 (PLL)参数对系统 动态性能的影响 。对于纯VSC的微电网需要研究其与同步发电机不同的 特性 及其对系  统的影响 ,文献[76 -78 ]建立了纯VSC微电网在孤网运行时的小干扰模型 。 文献 [76]所建 微电网模型综合考虑了VSC的低频和高频动态特性 ,最后利用特征值和灵敏度分析得 出了低频模式主要与网络结构、微电源功率控制器参 数有 关,高频模式主要与VSC内 环控制器、 网络动态和负荷动态相关的分析结论。文献[77]建立了VSC工作在KF模式 下的微电网模型 ,利用微电网中的电容器特性 ,将有功与 电压关联 ,无功和频率关联 , 并通过下 垂线 来协调控制各个YSC ,维持微电网的频率和电库在额定范围内 。文献 [7 8]  通 过建 立VSC的全阶模型详细阐述了PF控制器、 JV /下垂控制器和0/F 下垂 控制器的 设计方法。  目前国内外关于微电网小千扰稳定性 分析的研究对象 一般 是同步发电机和 VSC组 成的网络或单独由VSC组成的网络,没有考虑与异步发电机接口的交互影响,并且在 研究中均采用全阶模型 ,使得系统 阶数 较高,分析难度较大 。 1.2.5能量管理系统 为系统、高效地管理分 布式 电源 , 提升 能源利用 效率 , 提高供电可靠性和改善电能 质量 , 需要 对微电网内部各微电源、 单个 微电网与大电网 、 多个微电网之间 的运行调度 和 能量优化管理研究制定出合理的控制策略,即建立微电网的能量管理系统,W保证微 电网高效 、经济地运行。 不同国家和研究机构根据各国国情和当地资源情况提出的微电 罔能量管理系统结  构和功能有所区别 。文献 [79]从配电网角度出发阐述微电网的 EMS功能,微电网的EMS 系统主要实现配电管理 、需求侧管理和自动发电控制。通过调度微电网内微电源和负荷, 对配电网的安全稳定运行提供支撑作用;同时为用 户安排合理的用电方案 、供电计划和 响应策略。文献[48,80 -8 1 ]从微电网的角度出发提出微电网能量管理系统的主要功能包  括:采集基于实 时监控系统的电网信息 、分布式电源信息、负 荷信 息^^>1实现主网 、多种 分布式电源 、储能单元和负载之间 的最优功率匹配 ;实现多 种分 布式电源的灵活投切; 实现微电网在孤网与并网两种运斤 模式 间的 无缝 转换等 ;适应微电网短期和长期功率平 衡需 求 。文献 [82]论述了微电 网能量管理系统的几大软件 模块 :采集与监控(全名SCADA)  模块、 自动发电控制 (AGC) 模块 和微电网分析软件(AS2M巧 模块 。 - 6 - 沈阳 工程学院硕±学位论文  目前关于EMS的研究 一般考虑微 电 网中各种类型的微电源 ,通过功率预测 系统和 优化算法给出各个电源的运行点 ,较少考虑用户参与微电网互动。 1.2.
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