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微电网稳定性的研究

微电网稳定性的研究

高昕 束汉槟

【摘 要】微电网是指由多种分布式发电(DG)及负荷按照一定拓扑组成,通过并网开关和主网相连的小型供电网络。其中微电网的稳定性控制是最核心的问题,本文对系统的稳定性进行了分析。

【关键词】微电网;分布式发电;稳定性;并网开关

0 引言

自工业革命以来,人类对化石燃料有着过度的依赖,毕竟化石燃料的储存是有限的,有报告预测,现有的石油和天然气储备量将在50年内耗尽,煤的使用也只能维持120年。面对需求越来越多的能源问题,在能源危机和环境污染日益加剧的严峻形势下,国内外的许多学者幵始广泛研究基于太阳能、风能、生物质能、燃料电池等可再生能源和清洁能源的分布式发电技术。尽管分布式电源有很大的优点,但是和大电网相比,它仍是属于不可控的,所以它也常常被大电网限制或者隔离。为了平衡大电网和分布式电源的矛盾,微电网的概念被相应的提了出来。

1 分布式发电系统的发展现状

随着我国经济建设的飞速发展,我国集中式供电网规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题不容忽视,2008年初雪灾中出现的电力系统事故充分暴露了集中式供电网潜在的安全隐患。另外,由于各地区经济发展不平衡,对于广大经济不发达的农村地区来说,特别是农牧地区和偏远山区,要形成一定规模的、强大的集中式供电网需要巨大的资金投入,所需的时间也很长。因此,能源供应严重制约着这些地区的经济发展,而分布式发电技术则刚好可以弥补这一不足之处。在我国西北部广大农村地区风力资源十分丰富,风力发电应用速度迅猛,除自用外,还可送往其他地区,这种无污染绿色能源还可以减轻当地的环境污染。分布式发电系统中的可再生能源除风力发电外,还有很多其他的发电方式。在我国城镇,分布式发电技术作为集中供电方式技术不可或缺的重要补充,将成为我国未来能源领域的一个重要发展方向。

2 微电网的基本组成

3 分布式发电系统的稳定性分析

分布式供电系统是由许多个子系统组成的,由于子系统通常情况下都是基于它本身的要求来設计的,当不同的子系统联级的时候,系统就有可能性能下降,甚至不稳定。

对于系统稳定性判定方法可以采用的是阻抗分析法,即分别测量电源模块的输出阻抗ZO(s)和负载模块的输入阻抗Zi(s),再计算两个阻抗的比值。如果小环路增益Tm=ZO(s)/Zi(s)满足奈奎斯特稳定判据,即满足丨ZO(s)/Zi(s)丨<1,那么系统就是稳定的;假如不满足上述条件,系统就不具有足够的稳定裕量。如果在设计的时候能够满足阻抗规范说明,就可以大大减小系统联级时性能下降甚至不稳定的情况发生。对于图2所示的直流母线分布式供电系统而言,所设计的负载系统是由多个子模块组成的,如果只对整体系统的阻抗Zi进行规范是不够的,并不能系统是稳定的。这样的情况要对每个模块的Zin分别进行规范,才有可能保证整体系统有足够的稳定裕量。

4 小结

本文对系统的稳定性进行了分析,稳定性在系统的运行中有着非常重要的作用,它直接关乎到系统的安全和质量问题。在系统的稳定性方面方面还需要做进一步的改进,像微电网的多采用的电力电子接口导致系统惯量比较小,容易扰动而产生动弹,在以后的研究中也仍将重点在这方面。

【参考文献】

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[2]李聪.基于下垂控制的微电网运行仿真及小信号稳定性分析[D].西南交通大学,2013.

[3]王文帝,徐青山,丁茂生,李强,辛建波,许庆强.基于小信号建模的微电网下垂控制稳定性分析[J].现代电力.2014(03).

[4]陈永淑,周雒维,杜雄.微电网控制研究综述[J].中国电力,2009(07):31-35.

[5]朱永利,姚建国,刘骥.微电网关键技术及研究现状[J].江苏电机工程,2012(03):81-84.

[责任编辑:朱丽娜]

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