產(chǎn)品詳情

背景介紹
隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿足負荷增長需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負面影響，如單機接入成本較高、控制復(fù)雜、對大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等，這限制了分布式發(fā)電的運行方式，削弱了其優(yōu)勢和潛能。
微網(wǎng)技術(shù)為分布式發(fā)電技術(shù)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的整合和利用提供了靈活、高效的平臺。微電網(wǎng)系統(tǒng)被視為未來智能電網(wǎng)的最重要一環(huán)，可以有效地實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電力能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)能量的削峰填谷。微網(wǎng)系統(tǒng)具有電源類型多樣、控制方式復(fù)雜、運行模式多變的特點，所以集控中心很難對整個系統(tǒng)作出快速反應(yīng)并進行相應(yīng)控制，如分布式電源輸出功率波動、電壓跌落、故障和停電等。微網(wǎng)控制系統(tǒng)應(yīng)做到各分布式電源能夠基于本地信息對電網(wǎng)中的事件作出快速自主反應(yīng)，例如調(diào)節(jié)潮流和接口電壓、快速分擔(dān)負荷、并離網(wǎng)無縫切換、自動頻率控制、自動穩(wěn)定控制、黑啟動等，以共同維持微網(wǎng)系統(tǒng)的基本運行。

? 系統(tǒng)概述
1) 典型拓撲
交流子微網(wǎng)和直流子微網(wǎng)中存在光伏、風(fēng)機、儲能等分布式發(fā)電單元，通過變流器接入交流母線和直流母線，可根據(jù)分布式發(fā)電單元自身的發(fā)電特性和電網(wǎng)的運行需要，實現(xiàn)分布式電源的靈活發(fā)電。
雙向AC/DC變換器或模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)作為兩子微電網(wǎng)間的傳輸媒介，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部負載和分布式電源的變化，實現(xiàn)混合微電網(wǎng)內(nèi)部能量的雙向流動，保證系統(tǒng)內(nèi)部功率均衡，還能維持交直流母線電壓和頻率的穩(wěn)定，保障微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)典型拓撲

? 2) 系統(tǒng)控制模式
系統(tǒng)支持主從控制模式和對等控制模式。
（2.1）主從控制模式
微網(wǎng)孤島運行時，其中一個分布式電源（DG-Distributed Generation）采取恒電壓和恒頻率控制（V/f控制)，用于向微網(wǎng)中的其它DG提供電壓和頻率參考，其它DG則可采用恒功率控制(PQ控制)。采用V/f控制的DG控制器稱之為主控制器，而其它DG的控制器則稱之為從控制器。
（2.2）對等控制模式
微網(wǎng)中所有DG在控制上都具有同等地位，控制器間不存在主從關(guān)系，每個DG都根據(jù)接入系統(tǒng)點電壓和頻率進行控制。微網(wǎng)運行在孤島模式時，微網(wǎng)中每個采用下垂控制策略（Droop）的 D G都參與微網(wǎng)電壓和頻率的調(diào)節(jié)，自動依據(jù)下垂系數(shù)分擔(dān)負荷的變化量，亦即各DG通過調(diào)整各自輸出電壓的頻率和幅值，使微網(wǎng)達到一個新的穩(wěn)態(tài)工作點,最終實現(xiàn)輸出功率的合理分配。采用下垂控制可以實現(xiàn)負載功率變化在DG間的自動分配，但負載變化前后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)電壓和頻率也會有所變化，對系統(tǒng)電壓和頻率指標(biāo)而言，該控制模式是一種有差控制。
3) 分布式電源控制策略
微網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有賴于各分布式電源（DG），按并網(wǎng)方式DG可分為逆變型、同步機型和異步機型。微網(wǎng)中的分布式電源主要是基于電力電了的逆變型電源，本實驗平臺支持 PQ控制、V/F控制和Droop控制等多種控制策略。

4) 光伏發(fā)電模擬系統(tǒng)
光伏陣列模擬是利用開放式電能變換與控制技術(shù)開發(fā)平臺來模擬光伏陣列的輸出特性，使實際電路的輸出I-V特性曲線與所模擬的光伏陣列一致。系統(tǒng)具有如下特點：
（1）可模擬不同光照和溫度下的I-V特性曲線；
（2）通過填充因子（Fill Factor）可模擬多種太陽能電池的輸出特性；
（3）可測試動態(tài)和靜態(tài)下的MPPT；
（4）支持MATLAB自動代碼生成和系統(tǒng)軟件代碼開源。

5) 風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)

風(fēng)機數(shù)學(xué)模型是搭建風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)，假定傳動鏈為剛性，則風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率為

其中，cp為風(fēng)輪功率系數(shù)，λ為葉尖速比，β為槳距角，ρ為空氣密度，A為風(fēng)輪面積，v為風(fēng)速。
后臺軟件設(shè)定風(fēng)模型，變頻器根據(jù)設(shè)定的風(fēng)況控制異步電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動永磁同步發(fā)電機，即可以實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組的模擬。風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)具有下列特點：
（1）功能豐富，可模擬不同的風(fēng)況和風(fēng)速曲線；
（2）內(nèi)置完整的風(fēng)力發(fā)電機組數(shù)學(xué)模型，真實模擬機組的功率曲線；
（3）支持MATLAB自動代碼生成和系統(tǒng)軟件代碼開源。

6) 儲能模擬系統(tǒng)
光伏和風(fēng)力屬于間歇性能源，不能提供持續(xù)穩(wěn)定的功率輸出。當(dāng)光伏和風(fēng)機發(fā)電能力不足，以及微網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)擾動時，為了維持微網(wǎng)暫態(tài)功率平衡，需配置蓄電池作為儲能系統(tǒng),并通過雙向儲能變流器（PCS）并入交流母線。
雙向儲能變流器由兩臺開放式電能變換與控制技術(shù)開發(fā)平臺組成，具備提供無功和諧波補償?shù)哪芰?，支持多種工作模式，在并網(wǎng)、離網(wǎng)和并/離網(wǎng)切換等工況下均能提供良好質(zhì)量的電能。

7) 中央控制器
中央控制器可對各分布式電源的控制參數(shù)或工作模式等進行設(shè)置，在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對各分布式電源、負荷以及整個微電網(wǎng)的監(jiān)視和控制，實現(xiàn)對微電網(wǎng)的實時控制、功率平衡分析、經(jīng)濟運行分析、集中保護等功能，使其安全、經(jīng)濟、可靠地運行。

平臺特點

1) 軟硬件開放