微电网分布式控制理论与方法

 时间:2023-11-08 23:04:17      开云作者: 开云科技

  开发利用可再次生产的能源有助于解决当前面临的能源和环境双重危机,是推动能源革命和实现能源可持续发展的重要技术之一。然而大规模可再生分布式电源直接并网使电网的稳定性面临新的挑战:一方面,风光等间歇性新能源的输出功率具有波动性和随机性,简单并网将对用户造成功率冲击;另一方面,分布式电源的接入改变了电网单向潮流的格局,使传统电网的运行模式难以适应新的控制需求。

  ●微电网是由多种分布式电源、储能、负载和相关监控保护设施构成的可以在一定程度上完成自我控制和管理的区域自治型电力系统,现有研究和实践表明,分布式电源以微电网形式接入配电网,是发挥分布式电源效能的最有效途径。近年来世界各国都加大了对分布式发电以及微电网技术的关注和发展力度,微电网技术正在加快速度进行发展,成果也在大力推广应用过程中。

  与传统电力系统相比,微电网内分布式电源种类非常之多、运行模式多样、控制策略各异、可控程度不同,恰当有效的多源协调控制是实现系统稳定、可靠、高效运行的关键,也是解决优化配置、继电保护等其它问题的前提。分布式协同控制兼顾传统集中式和分散式控制的优势,基于局部信息交互促成类全局信息共享,以稀疏通讯方式实现本地控制决策的全局优化,适应于微电网运行对实时性、灵活性和可靠性的更加高的要求以及“即插即用”的控制需求,由此受到了国内外微电网领域专家学者的广泛关注与深入研究。

  《微电网分布式控制理论与方法》首先介绍了微电网基础内容,包括分布式电源建模、微电网分层控制结构和逆变器操控方法等,对现存技术系统地进行了总结。在此基础上,就微电网分布式控制理论与方法的重点和难点展开介绍,具体包括分布式协同控制策略、通讯拓扑和控制器参数优化、分布式智能控制三大部分。

  分布式控制是以一致性协同理论为基础,各分布式电源通过与相邻分布式电源进行信息交互并调整状态,最终所有状态趋于一致,以此来实现全局协同控制。根据有无预设控制目标可分为分布式平均一致性控制和分布式牵制一致性控制,分布式平均一致性控制实现无中央控制器的控制决策本地类全局优化,适应微电网控制对可靠性、实时性和扩展性的更加高的要求;分布式牵制一致性控制,通过选择性地对部分分布式电源施加牵制控制,其他分布式电源基于通信耦合关联向牵制分布式电源搜寻同步,最终全局达到预设目标值。

  布式控制结构和分布式控制器参数优化是分布式控制策略优化的两个重要部分。分布式控制结构优化(稀疏通信拓扑优化)以提高动态收敛性和通信延时裕度、提升协同性能、降低链路数目为目标,优化拓扑较普通拓扑可明显提高微电网控制的动态性能和延时鲁棒性。分布式控制器参数优化分别基于线性二次调节法和临界特征根跟踪法设计控制器参数,提升动态收敛的一致性,并对其在微电网分布式控制策略应用中的实际指导意义进行分析。

  分布式智能控制策略将智能操控方法引入常规一致性控制策略,以提高系统动态性能为目的在理论算法和实施方式上展开进一步的研究和探索。分布式预测一致性控制,通过对未来时间断面的微电网运作状况进行预测,优化控制决策,避免控制量过控、误控或欠控等问题。在分布式一致性控制中加入辅助预测项,提出了基于辅助预测项的分布式线性预测控制,通过可调参数预测项提高控制过程的收敛速度和不同控制周期的鲁棒性;针对分布式预测一致性中未考虑逆变器的非线性动态特性,进一步提出了基于输入输出反馈线性化的分布式非线性预测控制。

  以上内容构建了多目标、多层次、多属性的微电网分布式控制理论与方法,可为微电网安全可靠、经济高效运行提供支撑,为其他学科应用分布式操控方法提供案例借鉴。本书力求对这一领域的若干重要研究成果进行较为完整的概括和总结,从第二章、第三章的分布式电源建模、微电网分层控制结构和逆变器控制方法入手,着重围绕第六章微电网分布式协同控制理论、第七章分布式控制策略优化、第八章微电网智能分布式控制策略和第九章分布式策略仿真验证等核心内容展开,以层层递进的结构、简洁的语言进行描述。读者仅需掌握基本的电力系统和自动控制系统知识,便可把握微电网分布式控制理论与方法发展的总体脉络。

  《微电网分布式控制理论与方法》一书的工作得到了国家863计划(含分布式电源的微电网关键研发技术,2011AA05A107)、国家重点研发计划(分布式可再次生产的能源发电集群实时仿线)和国家自然科学基金(基于源荷储分散式协同的自治电力系统紧急控制研究,51477029;冷热电联供型微电网高效运行的建模和优化方法,51277027)等项目的支持,获得了其他科研院校和实际生产部门许多专家的大力帮助。本书得以成稿,需要感谢课题组研究生陈明、曹戈、洪灏灏、杨权、史文博、盛丽娜、曹阳、薛帅等的辛勤付出。同时,特别感谢天津大学王成山教授、清华-伯克利深圳学院许银亮教授、东南大学窦晓波教授、吴在军教授、全相军老师在本书研究和写作过程中的帮助和支持。在本书写作过程中,一直得到科学初版社相关领导和编辑的鼓励和支持,他们为本书顺利初版做了大量细致而辛苦的工作,在此一并表示感谢。

  本书工作是作者课题组在微电网分布式控制领域近10年科研成果的总结,希望对广大同行有一定的参考作用。写作过程持续了3年,期间几易其稿,但由于微电网运行控制涉及面广,作者水平有限,本书内容中有几率存在不妥之处,恳请各位专家和读者批评指正。

  特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更加多信息而非盈利之目的,同时并不意味着赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权属于原本的作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

  额济纳旗位于内蒙古自治区最西端,西与甘肃毗邻,北与蒙古国接壤,全旗仅通过单回220千伏线路与内蒙古电网主网连接,线路故障或检修时存在全旗停电风险。内蒙古电力集团积极做出响应国家“双碳”目标要求,以额济纳“源网荷储”一体化工程为支撑,成功构建了以构网型储能为核心技术的多能互补、源荷互动的

  广东电网公司2023年专项招标(智能化系统(低压储能微电网、小水电微电网))招标公告(招标编号:CG6)广东电网公司2023年专项招标(智能化系统(低压储能微电网、小水电微电网))(招标编号:CG6),已由项目审批机关批准,项目资产金额来源为自筹资金,招标人为广东电网

  北极星电力软件网获悉,日前,湖南省工业和信息化厅发布关于印发《湖南省工业碳减排标杆企业认定管理暂行办法》(以下简称《办法》)的通知。《办法》指出,推进节能降碳。根据碳减排绩效指标进行评分,分强度减排分和总量减排分两部分,两者之和为总分,总分不超过60分。单位产品能耗达到能耗限额国家

  北极星输配电网获悉,10月20日,鹤壁市住房和城乡建设局发布关于印发《鹤壁市城乡建设领域碳达峰行动方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,推动智能微电网、“光储直柔”、蓄冷蓄热、负荷灵活调节、虚拟电厂等技术应用,探索建筑用电设备智能群控技术,实现电力少增容、不增容。持续推进公

  近日印发的《南方电网公司科技强企建设三年行动方案》提到,未来三年里,南方电网公司要在储能集成技术、综合能源系统、电碳市场运营等新兴领域形成独特优势,推动战略性新兴起的产业高水平质量的发展。本期介绍南方电网公司加快推进新型储能前沿技术布局,在出台储能并网服务流程、挖掘储能运营场景和盈利空间、

  近日,《南方电网公司科技强企建设三年行动方案》(以下简称《方案》)发布,将有力推动公司在新型电力系统、数字电网、新型储能、人工智能等领域的技术创新。以高水平科技自立自强支撑世界一流企业建设,强化企业科学技术创新主体地位,为我国能源产业的发展注入新的动力,推动我们国家能源产业向高水平发展迈进

  据悉,2022年,云南省完成49项新型电力系统示范项目建设,一批在国内有一定的影响力的示范工程落地,全省新型电力系统建设取得初步成效。2022年,云南立足资源、区位、技术、市场优势,因地制宜打造覆盖省地县三级、各有特色的新型电力系统示范区。截至目前,包括在全国率先实现固态氢能发电并网、大理风光水

  北极星输配电网获悉,10月17日,茂名市茂南区发展和改革局发布关于征求《茂名市茂南区“十四五”节能规划(征求意见稿)》意见的公告。征求意见时间:2022年10月31日——2022年11月9日。文件提出,能量系统优化。在石化、电力等我区重点特色行业实施能效系统优化工程,以安全高效生产为主线,进行系统

  北极星储能网获悉,10月17日,内蒙古鄂尔多斯市城投集团与特来电新能源股份有限公司签署合资合作协议,根据协议,双方将共同成立鄂尔多斯市城投特来电科技有限公司,注册资本金5000万元,其中鄂尔多斯市城投集团出资3000万元、占股60%;特来电新能源股份有限公司出资2000万元、占股40%。此外,双方还将

  10月17日,万宁市人民政府印发万宁市碳达峰实施方案的通知,通知指出,统筹推进多种形式的可再次生产的能源开发项目,以灵活多样的方式扩大风电、光伏和生物质发电规模。全力推进万宁市乡村振兴整市分布式光伏项目建设,利用两年时间打造覆盖全市12个镇、1个华侨旅游经济区,共207个行政村(社区)的分布式光伏

  北极星输配电网获悉,10月17日,万宁市人民政府发布关于印发《万宁市碳达峰实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,全方面提升绿色电力消纳能力。打造高可靠性的中低压混供互备交直流配电网,建设源网荷储协调控制中心,提升配电网对分布式电源的消纳能力,升级改造主动配电网自动化,搭建

  当全钒液流大规模储存技术取得突破时,液流电池以极优异的性能将成为大规模储能重要的选择。——十一科技新能源事业部设计一部副主任、工程师张恒先生2023年10月31日至11月2日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行。会上,信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公

  11月6日,在第六届进博会期间,海博思创与施耐德电气举行了战略合作签约仪式,双方将发挥各自优势,在智慧零碳、碳足迹、工业化设计、智能制造等领域携手开拓市场,围绕研发技术、商务合作、高质量交付、售后服务等多个领域,开展多种创新产业协同,共同推进储能市场生态健康可持续发展、促进能源绿色

  11月1日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用大会于上海举行,现场人流不断。天合储能在垂直一体化的战略布局下深度实现“刚柔并济”——即“刚性”全栈自研技术能力深度融入“柔性“智慧系统解决方案,同时在论坛现场深度讲解了近期发布的全场景储能系统解决方案,彰显了天合储能的领先技术及

  德国和意大利是欧洲储能两个最大的市场,去年这两国占欧洲新装的户用储能80%左右。——EUPD研究部副总裁兼执行委员会成员DanielFuchs博士2023年10月31日至11月2日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行。会上,EUPD研究部副总裁兼执行委员会成员DanielFuchs博士带来题为“欧

  10月12日,三明市印发实施《三明市工业领域碳达峰实施方案》(以下简称《方案》)。《方案》提出,重点控制化石能源消费,提高非化石能源消费占比。实施煤炭减量工程,以钢铁、建材、化工、有色金属等行业为重点,推进煤炭清洁高效利用与多元替代。有序引导天然气消费,合理引导工业用气和化工原料用气增

  需求侧的响应、地方的补贴,还有虚拟电厂,会促进改善整个工商侧储能的收益。成本的持续降低和收益模式的多元化会促使整个工商侧储能逐步成为市场主要增长力。——深圳国瑞协创储能技术有限公司的卓清锋总裁2023年10月31日至11月2日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行

  北极星储能网获悉,11月6日,高澜股份发布投资者记录表,其中提到,北方地区的储能项目会面临气温过低导致储能性能衰减的问题,需要热管理设备对其升温或保温。随着大型风光电站储能等更大电池容量、更高功率密度、运行工况更复杂的储能系统的发展,液冷方案占比有望提升。高澜股份表示,目前新能源

  11月6日,在第六届中国国际进口博览会期间,德州市副市长陈海明与沃太能源华东区域总监刘长鑫等企业有关负责人座谈。座谈中举行了庆云县与沃太能源项目签约仪式。根据协议,沃太能源将在庆云县投资兴建年产2GWh锂电池PACK及储能系统集成项目。

  北极星储能网获悉,广东梅州市五华县人民政府发布五华县扶持新型储能产业加快发展专项资金管理暂行办法,其中提到,支持“新能源+储能”一体化模式开发,鼓励本县新能源发电企业以共享模式租赁新型储能项目,以租赁资金总额的1%给予补助,单个项目不超过50万元。政策指出,本次安排3000万元作为五华县

  储能电站第一道防线,就是产品本身。——中国质量认证中心新能源处创新发展部部长石磊2023年10月31日至11月2日,SNEC第八届(2023)国际储能技术和装备及应用(上海)大会在上海举行。会上,中国质量认证中心新能源处创新发展部部长石磊带来题为“以标准化检验测试认证助力新型储能行业高水平发展”的演讲。他

  近日,湖南赢科储能科技有限公司(简称“赢科储能”)与安徽泰然信息技术有限公司(简称“安徽泰然”)签署战略合作框架协议,未来双方将深层次地融合各自资源,协力共拓市场。根据协议,双方将重点加强国内外零碳、新能源、光伏产业、储能设备等领域的合作,双方将充分的发挥数据融合和系统集成的能力优势,

  近日,由中国能建广东院勘察设计的国家能源集团清远石角天然气分布式能源站项目10千伏系统受电一次成功。该项目位于广东省清远市清城区石角镇石角工业园内,建设2套100兆瓦级燃气-蒸汽联合循环热电联产机组。项目机组额定供热负荷136吨/时,最大供热负荷180吨/时。项目建成后,可有效替代园区内分散工

  10月19日,中国船舶集团有限公司科技部在哈尔滨组织召开“先进工业燃气轮机技术及工程应用”科技成果鉴定会,鉴定委员会由三位院士在内的七位行业权威专家组成。黑龙江省科技厅成果处处长周昊参加本次鉴定会。本次科技成果鉴定会由集团公司科技部高级业务主管王世建主持,中国船舶七〇三所所长林枫汇报

  北极星储能网获悉,近日,广西南宁横州供电局建成广西首个风光储充一体化零碳供电所,自今年起,南宁横州供电局对六景供电所的办公场所、食堂、户外区域新装750平方米的分布式光伏板的安装和两台风力发电的安装,同时增配储能系统及充电桩,形成风光储充一体化电站。据悉,该充电站投运后年发电总量超1

  北极星输配电网获悉,10月18日,汕尾市市场监督管理局发布征求《关于贯彻落实〈质量强国建设纲要〉的实施建议(征求意见稿)》意见的公告。文件提出,加强资源节约集约利用,全力发展核能、太阳能、风能等清洁能源,积极推动分布式能源发展,推动能源结构实现“清洁能源为主、化石能源为辅”的转变。加快推

  北极星储能网获悉,10月19日,上海市人民政府印发《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案(2023-2026年)》,其中提到,建立灵活共享的智能用能设施网络。新建公用(含专用)充电桩3万个以上,完成150个以上老旧小区电力扩容升级改造,累计增设20万个以上智能充电桩,试点部署电动车反向充电新型

  北极星电力软件网获悉,日前,宜春市人民政府发布关于印发宜春市制造业重点产业链现代化建设“869”行动计划(2023—2026年)的通知。这中间还包括《宜春市先进装备制造产业链现代化建设行动方案(2023—2026年)》(以下简称《方案》)。《方案》指出,加快数字化、网络化、智能化技术在各领域的应用,推

  北极星能源网获悉,国家能源局日前发布关于政协第十四届全国委员会第一次会议第02747号(工交邮电类377号)提案答复的复文摘要。其中提到,为支持分布式能源发展,探索建立智慧能源、智能微网等系统,实现多能协同互补供应,国家有关部门围绕多能互补发展、完善能源绿色低碳转型体制机制、强化能源资源

  北极星电力网获悉,8月28日,澄海益鑫天然气分布式能源项目工程举行开工仪式,并浇筑主厂房第一方混凝土。该项目位于广东省汕头市澄海区溪南镇,总投资约12亿元,一期规划建设2×75兆瓦级燃气-蒸汽联合循环发电机组。项目建成后,预计年发电量约7.5亿度,年供热量约120万吨。

  推进分布式可再次生产的能源发电高水平发展——访中国可再次生产的能源学会可再次生产的能源发电并网专委会委员尹明记者王睿佳在确保碳达峰碳中和目标如期实现,加快规划建设新型能源体系,构建新型电力系统的背景下,分布式可再次生产的能源发电(即DRG)以其建设周期短、应用场景多、环境负效应低、技术成熟度高等优势,在我

  北极星售电网获悉,8月14日上午,山西省政府新闻办举行“推动能源产业绿色转型”专场发布会。会上,山西省能源局副局长、新闻发言人侯秉让指出,推动能源产业绿色清洁低碳转型,山西将重点从两方面发力。分别是实施新能源和可再次生产的能源优先开发利用、提升节能减污降碳水平。实施新能源和可再次生产的能源优先

  8月9日,国网辽宁综合能源服务有限公司鞍山分公司员工前往鞍钢集团矿业有限公司东鞍山分公司纯电动矿卡项目选址地勘查,研究纯电动矿卡项目整体服务方案中一期项目的车辆选型、应用场景设计、电源建设等事项,推动大型钢铁企业电动重型卡车应用示范项目和样板工程建设。东鞍山铁矿现有54台矿山重卡,全