微电网的运行与控制-开题报告-文献综述-参考文献

（一）微电网研究的背景和意义

集中式发电、远距离输电为特点的公用电网互联电力系统在国民经济的发展和电力需求的供应中担当着重要的角色，成为主要的电力供应渠道。然而，它也有很多弊端，比如：高成本、运行难度大、难以满足用户对供电可靠性、安全性以及多样性越来越高的要求；不能理想的对偏远地区的负荷供电；无法灵活跟踪负荷的变化；局部事故极易扩散；不能满足节能和环保的要求等。

鉴于上述问题，人们提出了分布式发电（Distribute Generation，DG）技术，并取得了突破性进展，成为以高效、经济、环保的新能源和可再生能源为主的新型发电技术。DG的可靠性和经济性是传统电力系统无法比拟的，可以满足负荷增长、多样和可靠的供电需求，可以减少环境污染、有效提高能源综合利用率；DG具有位置灵活、安装方便的特点，满足了分散的电力需求；DG与大电网互为备用，并提供有效支撑。上述优势表明，DG将会成为未来电力系统发展的重要方向之一。

尽管DG有很多优势，随着DG大量接入大电网，人们也发现了很多问题。比如：单机接入成本高、控制困难、对大电网是一个不可控源、并网的结构限制等等，这在很大程度上限制了DG的发展。为了协调处理DG与大电网问的矛盾，充分体现分布式发电的优势，21世纪初，研究者提出了微电网（Microgrid）的概念：微电网将微电源（Micro Source，MS）、储能装置、负荷、电力电子装置等结合在一起，组成一个单一的可控单元，解决了分布式电源的互联和大规模接入配电网问题。研究微电网技术最早的CERTS（Consortium for Electric Reliability Technology Solutions）给出的定义：微电网是一个由微型电源和负荷组成的独立可控系统，对本地提供电能和热能；微电源使用电力电子设备进行能量转化；有储能单元；相对于外部电网，微电网表现为可控单元，并满足电能质量和供电可靠安全的要求。

（二）微电网的国内外研究现状

2.1微电网的研究现状

微电网可以有效提高大电网的可靠性，将分布式发电友好地接入电力系统，因此其受到了世界普遍关注。欧美等国已经对微电网的系统原理、运行特性完成了研究，初步建立起了分布式电源和微电网系统的模型和仿真分析工具，完成了对微电网控制、保护、通信等的研究，并且先通过实验室测试，然后到相关示范工程进行了现场验证。

近几年国内也开始重视对微电网的研究，国家科技部“863计划先进能源技术领域2007年度专题课题"中已经含有了微电网技术。目前，国内的大学和科研机构已经开始研究微电网。清华大学与辽宁高科能源集团合作，将微电网应用到了实际项目中，积累了丰富的实践经验和学术成果。河海大学与英国的G1asgow Caledonian大学共同开展了微电网研究。天津大学的研究课题“分布式发电供能系统相关基础研究”得到了国家973计划项目的资助。合肥工业大学的微电网示范工程得到了国家973计划项目资助，是国内首批建立的研究微电网控制策略的示范项目。目前国内对微电网技术的研究取得了一定的进展，但与发达国家取得的成果相比，我国仍与之存在较大差距，所以需要进一步开展微电网关键技术的研究，促进我国微电网的应用。

2.2微电网中央控制器的研究现状

近年来国内外对微电网的研究热点主要针对微电源以及微电网中电力电子设备的控制，但对于微电网控制及能量管理的研究尚处于起步阶段。MICROGRID和MORE MICROGRID是欧盟针对微电网研究的两个主要项目。该项目涉及了很多方面的研究，其中包含了对微电网中央控制器的研究与开发。在通讯系统的架构支撑上，通过配网级、微电网级、单元级三个控制层次的相互协调合作，微电网才能正常运行。其中，微电网中央控制器（Microgrid Central Controller，MGCC）是整个控制系统的核心，其向单元级的微电源控制器（Micro Source Contro1ler，MC）和负荷控制器（Load Controller，LC）提供设定值来控制微电源和负荷的运行。

2.3微电网静态开关的研究现状

对大电网来说，微电网可以看成是一个单一可调度的负荷，其响应速度为秒级，微电网作为大电网的补充和延伸，起到削峰填谷的作用；当大电网出现故障时，微电网可配合储能单元稳定自主地脱网运行，实现各DG与负载、储能单元之间能量的优化调度和网络的经济运行。其中，连接微电网与大电网的静态开关是微电网在并网与离网模式之间自动、平滑和快速转换的重要部件。通常这样的开关分为两类：第一类是有触点型的机械开关，即交流接触器，第二类是无触点型的电力电子开关。机械式开关是通过金属接触器导通电流的，在导通时刻通态电阻非常小，损耗也小，基本不会发热，故不需要专门的散热装置，在大电流场合是理想的开关选择。但机械开关也存在着一定的不足：首先受本身结构的限制其开通关断都有较长的动作时间，开关速度较慢，大容量机械开关的开关时间可达几十毫秒。其次，当接触器触点上通过的电流达到几百毫安、电压几十伏，在开关触点之间就会产生电弧。另外，触头在开合过程中，特别是关合短路电路时，当动、静触头间的距离很近，电压又很高时，很可能由于预击穿而出现电弧，在开合过程中，动、静触头接触时，可能发生振动反弹，从而产生电弧。无触点型开关是由电力电子器件和电子器件组成的新型开关器件，具有无触点、快速性、无火花接痕等特点。随着电力电子和电子技术的广泛应用和快速发展，以无触点开关代替有触点开关成为了新的发展趋势。

目前，国内对静态开关研究还处在起步状态，常以接触器作为开关器件替代静态开关，其技术成熟可靠，触点容量相对较大，成本低，几乎零功耗，发热量小。但是，由于接触器开断时会产生涌流，容易使触点产生粘连；同时机械触点反应稍慢，无法用于很精细开断控制电路中。国际上，静态开关应用于微电网有两种组成形式。第一种采用的是基于IGBT等全控型器件的静态开关。由于采用全控型器件，无机械触点，导通稳定、带负载能力强，其开通、关断速度快，无传动延时。通过驱动电路，可以精确控制静态开关的开通和关断。缺点是成本高，控制相对复杂；第二种采用的是基于SCR等半控型器件的静态开关。由于采用半控型器件，无机械触点，导通稳定、带负载能力强，其开通、关断速度快，可以控制过零开断。缺点是，成本较高，控制相对比较复杂。

二、^范文提纲

1 前言

1.1 微电网研究的背景和意义

1.2 微电网国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 微电网中的微电源

2.1 分布式发电单元

2.2 分布式储能单元

2.3 微电源的控制方法

2.4 本章小结

3 微电网的控制

3.1 微电网的控制策略

3.2 微电网控制中心

3.3 本章小结

4 总结与展望

三、参考文献

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