智能电网课程设计报告

综合调研报告I综合调研报告题目:智能电网综合调研报告学院:专业:姓名:学号:指导教师:综合调研报告I摘要随着全球资源环境压力的不断增大，对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高。同时，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应；能够适应多种能源类型发电方式的需要；能够更加适应高度市场化的电力交易的需要；能够更加适应客户的自主选择需要，进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益，提供更加优质的服务。为此，世界各国不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的电网。关键词：智能电网；电力；AbstractWiththeincreasingpressureofglobalresourcesandenvironment,therequirementsofenvironmentalprotection,energyconservation,emissionreductionandsustainabledevelopmentareincreasinglyraised.Atthesametime,thecontinuouspromotionofpowermarketizationprocessandthecontinuousimprovementofusers'requirementsonpowerreliabilityandqualityrequirethatthefuturepowergridmustbeabletoprovidemoresafe,reliable,cleanandhigh-qualitypowersupply.Canadapttotheneedsofvariousenergytypesofpowergeneration;Canmoreadapttotheneedsofhighlymarket-orientedpowertrading;Itcanbetteradapttocustomers'independentchoiceneeds,furtherimprovetheutilizationefficiencyandefficiencyofhugepowergridassets,andprovidemorehigh-qualityservices.Tothisend,countriesallovertheworldhaveunanimouslyproposedtobuildaflexible,clean,safe,economicandfriendlypowergrid.综合调研报告I目录第1章绪论........................................................1第2章智能微电网...................................................32.1智能微电网基本概念..........................................32.2国外研究现状及前景..........................................42.3我国微电网的研究现状........................................52.4微电网的研究前景............................................6第3章总结........................................................8参考文献.........................................................9综合调研报告1第1章绪论作为人类社会发展必备的基础性资源，能源是伴随着经济发展，科技创新，现代化进程的战略性资源也是一种具有经济效益的政治资源。依靠现代信息技术和科学技术水平通过远程控制，通信技术，数字智能技术等方式建设自动化的智能电网为社会各大企业提供稳定的用电环境加强社会的经济发展的稳定性，进一步提高居民的生活水准也是世界各国应对电力问题的共同目标。针对我国经济的现实发展状况，并对我国的国情进行深入分析，十二五期间我国将环境保护问题放在首位，产业开发与发展必须以环境保护为前提，杜绝过度开发浪费资源的行为，如今我国的高新技术产业逐步发展完善，同时智能电网的建设也是从开发利用清洁能源为出发点，有效解决当前国家经济发展体系合理利用新能源的迫切需求，在世界范围内，智能电网正在蓬勃发展，越来越多的国家和地区都将全方位建设智能型电网放在国家经济发展政策当中，并将其作为推动产业发展调整能源结构，获取廉价资源，实现安全健康，无污染的绿色产业建设制高点。在世界范围内，智能电网已成为国际经济合作和发展的重要组成部分，毫无疑问，加强智能电网建设不仅能实现能源产业的转型升级，对我国各大产业的国际化交流也有着重要的意义。分布式发电以其电力就地消化，节省输变电投资和运行费用，减少集中输电的线路损耗；与大电网供电互为补充，减少电网容量，改善电网峰谷性能，提高供电可靠性；同时可以减少对环境的污染等优点受到了广泛的关注，尤其是光伏和风力发电系统近年来得到了快速的发展。但由于分布式电源的不可控制及随机波动性，随着其渗透率的提高却也增加了对电力系统稳定性的负面影响。故而IEEEP1547对分布式电源的入网标准规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行。这使得分布式电源的效益没能得到充分发挥。基于此，研究人员近年来提出了一种新的分布式能源组织方式和结构——微电网。它是一种新型能源网络化供应与管理技术，能够便利可再生能源系统的接入、实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。尽管对微网的定义不尽相同，但国际上所研究的项目基本上均认为：微网是由各种分布式电源／微电源、储能综合调研报告2单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合；具有灵活的运行方式和可调度性能，即能在并网运行和孤岛／自主运行两种模式间实现切换；通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能；根据实际情况，系统容量一般为数千瓦至数兆瓦；通常接在低压或中压配电网络中。世界上很多国家都参与到微电网的研究和开发中，建立了很多微电网示范工程和测试平台。虽然在如何实现微电网的最优控制、微电网的监控和微电网对上级电网的支撑等方面仍存在诸多问题，有待于进一步研究，但是微电网作为对大电网的有效补充与分布式能源的有效利用形式，有着广阔的发展前景。综合调研报告3第2章智能微电网2.1智能微电网基本概念目前，国际中美国电气可靠性技术解决方案联合会对于智能微电网的定义为：微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，他能同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。欧盟微电网项目给出的定义是：利用一次能源；使用微型电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电三联供；配有储能装置；使用电力电子装置进行能量调节。美国威斯康辛麦迪逊分校的RI-LLasseter给出的概念是：微电网是一个由负载和微型电源组成的独立可控系统，对当地提供电能和热能。这种概念提供了一个新的模型来描述微电网的操作；微电网可被看做在电网中一个可控的单元，它可以在数秒钟内反应来满足外部输配电网络的需求；对用户来说，微电网可以满足他们特定的需求：增加本地供电可靠性；降低馈线损耗；保持本地电压；通过利用余热提供更高的效率；保证电压降的修正或者提供不间断电源。图2-1微电网的结构综合调研报告4图2-1为微电网的基本结构图。(1)微电网中包含了光伏、小型燃气轮机和蓄电池等微电源形式的电源。(2)微电网配备了能量管理系统，通过数据采集并连接到能量管理系统，可解决电压控制、潮流控制、保护控制等一系列问题。(3)在微电网中有各种不同类型的负荷，需要用不同的策略进行供电——如某些当地的负荷可以直接进行供电。(4)微电网通过主隔离器和微电网连接可以与主电网实行并网运行，并改善主网的电能质量。根据微电网自身的特点，以及微电网结合分布式电源的特点，微电网主要有以下几个优点：(1)微电网将原本分布的电源相互协调起来，加强了本地可靠性，降低馈线损耗，保持本地电压，通过利用余热提供更高的效率，保证电压降的修正或者提供不间断电源。(2)由于微电网中采用当地的电力资源，可以提高发电效率，并减少由于长距离输电带来的损耗。(3)由于微电网大多数使用可再生能源——包括风能、太阳能等，因此可以减少二氧化碳的排放从而减少对环境的污染。(4)在微电网和主干网并联运行时，可以让微电网主要承担多余的峰荷，而主网只需带基本负荷即可，提高了电网的用电效率。(5)为大量的分布式发电系统提供协调控制，保证配电网的有效性和安全。2.2国外研究现状及前景(1)欧洲的微电网研究欧洲对微电网研究的起步较早，欧盟有连续两个项目对微电网进行研究‘[1]：Microgrid:LargeScaleIntegrationofMicro-GenerationtoLowVoltageGrids(1998-2002)和MoreMicrogrids:AdvancedArchitecturesandControlConceptsforMoreMicrogrids(2002～2006)，前一个项目研究微电网的运行、集中与分布式控制、保护、通信、经济性、仿真等基本内容并建设相关示范工程等，各个研究与示范目标均已达到；后一个项目吸引了更多的企业参加，研究内容具综合调研报告5体到控制器、更好的控制策略、控制与通信的集成、标准、微电网的影响及更多的试验。示范项目有希腊的TheKythnosIslandMicrogrid、荷兰的Continuon'sMV/LVfacility、德国的MWResidentialDemonstration项目。(2)美国的微电网研究美国最早提出了微电网的概念，并且是众多微电网概念中最权威的一个。美国提出的微电网主要由基于电力电子技术且容量小于、，等于小型微电源与负荷构成，并引入了基于电力电子技术的控制方法。电力电子技术是美国微电网实现智能、灵活控制的重要支撑，美国微电网正是基于此形成了“即插即用”与“对等”的控制思想和设计理念。美国对其微电网的主要思想及关键问题进行了描述和总结，系统地概括了美国微电网的定义、结构、控制、保护及效益分析等一系列问题。目前，美国微电网的初步理论研究成果已在实验室微电网平台上得到了成功检验。由美国北部电力系统承建的微电网MADREVER是美国第1个微电网示范工程，学者们希望通过该工程进一步加深对微电网的理解，检验微电网的建模和仿真方法、保护和控制策略以及经济效益等，并初步形成关于微电网的管理政策和法规等，为将来的微电网工程建立框架。从美国电网现代化角度来看，提高重要负荷的供电可靠性、满足用户定制的多种电能质量需求、降低成本、实现智能化将是美国微电网的发展重点。微电网中电力电子装置与众多新能源的使用与控制，为可再生能源潜能的充分发挥及稳定、控制等问题的解决提供了新的思路。2.3我国微电网的研究现状尽管微电网在我国尚处在起始阶段，对微电网的关键组成部分：分布式发电，储能，及分布式控制等的研究近年来成为学者关注的热点，例如不间断电力变电站的概念就体现了微电网的思想。在我国已投产的分布式发电示范项目工程中，北京、上海占了大多数；发电机基本上是燃气轮机或内燃机；上海的示范项目基本上都是天然气热电联产系统。不过，从系统的角度出发，发挥我国资源优势，加快电力建设，我国应加快对微电网的研究，在配电网中实现微电网供电。国家发改委2007年4月在《能源规划“十一五”规划》中已将积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国的重点发展战略之一，微电网将成为中国发展可再生能源综合调研报告6的有效形式。微电网是一个与分布式发电、电能质量相关的概念与工具，国际上不同国