PDS 6100微电网能量管理系统

第一篇：PDS 6100微电网能量管理系统

国家能源局、国家电网考察PDS 6100

微电网能量管理系统

北极星电力信息化网2012-10-31 9:27:05我要投稿 关键词: SCADA太阳能控制系统DCS 北极星电力软件网讯:近日，国家能源局党组成员、副局长刘琦，国家电网公司党组成员、副总经理舒印彪一行到常州佳讯公司参观微电网能量管理系统。该系统包括常州开发区2MW太阳能控制系统、天和工业园区10.72MW太阳能控制系统和中心调度控制系统，常州微电网能量管理系统采用了城乡电网公司PDS6100微电网控制系统，利用就地安装太阳能清洁能源，以多级微电网架构为支撑、能量管理系统为调度运行基础，提高了系统的稳定性及运行效率，减少了对环境的污染，具有太阳能预测、负荷预测、微电网电力调度、SCADA监控、电费计量、电能质量监测、视频监控、WEB发布等多方面功能。

城乡电网公司总工程师王峰陪同参观，介绍了本系统的系统架构、功能特点以及性能指标等，并且演示了江苏省住建部网站如何监测该系统的发电情况。当介绍到国电南自要在该系统增加建设电能质量监测和治理系统时，舒印彪称赞国电南自是负责任和有实力的公司，参观的各位领导对该项目的实施表示肯定与欣喜，认为该系统进一步解决了太阳能发电实用性问题，提高了能源利用效率，有利于太阳能电站的运营和维护，为新能源的今后发展起了示范性作用，同时也对系统如何进一步提高能源利用效率提出了建议。

今年以来，城乡电网公司全面调整专业结构，加大科技创新力度，促进了微电网专业和电能质量专业的迅速发展，为城乡电网公司实现“双提升，创一流”，为完成全年目标任务提供了保障。

第二篇：能量管理系统

微电网能量管理系统 微电网的典型结构

能量管理系统馈线AS3S4S5S6S2微型燃气轮机光伏电池馈线BS1电网监控器S7S8S9S10S11大电网PCC馈线C蓄电池组微型燃气轮机功率&电压控制器隔离开关断路器敏感负荷一般负荷电力传输线信息流线

图1 微电网结构图

图1为微电网的结构图[1][2]，它通过隔离变压器、静态开关和大电网相连接。微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活。微电网内部有三条馈线，其中馈线A和B上连接有敏感负荷和一般负荷，根据用电负荷的不同需求情况，微电源安装在馈线上的不同位置，而没有集中安装在公共馈线处，这种接入形式可以减少线路损耗和提供馈线末端电压支撑。馈线C上接入一般负荷，没有安装专门的微电源，而直接由电网供电。每个微电源出口处都配有断路器，同时具备功率和电压控制器，在能量管理系统的控制下，调整各自功率输出以调节馈线潮流。当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供电中断时，隔离开关S1动作，微电网转入孤岛运行模式，以保证微电网内重要敏感负荷的不间断供电，同时各微电源在能量管理系统的的控制下，调整功率输出，保证微电网正常运行。对于馈线Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般负荷，系统则会根据微电网功率平衡的需求，将其切除。负荷分类、要求及接入设备功能

2.1 负荷分类与要求 根据负荷对电力需求的特性可将负荷分为基本两大类[3]：

敏感负荷：对这一级负荷断电，将造成人身事故、设备损坏，将生产废品，使生产秩序 长期不能恢复，人民生活发生紊乱等。这是这是敏感负荷中的重要负荷。由于供电中断会造成大量减产、人民生活会受到较大影响的用户负荷，这是敏感负荷中的比较重要的负荷。一般负荷（非敏感负荷）：敏感负荷以外的属于一般负荷。可视为一个可控的负荷参与微电网的能量调度，并且在适当的时候（孤网模式时）可中断其供电，以此确保敏感负荷的正常供电。

要求：敏感负荷。保证不间断供电以及较高的供电质量。并由独立电源供电。

非敏感负荷 对供电方式无特殊要求。

2.2 负荷接入设备功能

(1)负荷通断控制

在正常情况下，敏感负荷与一般负荷均应正常供电，当微电网系统因事故出现功率缺额或运行在孤岛模式，应采取切断一般负荷，确保敏感负荷的正常供电。(2)负荷保护

具有自动跳闸和电动合闸功能，可切断故障电流，发挥保护作用。(3)微电网功率平衡控制－自动低频减载[4]

当微电网系统因事故出现功率缺额时，其频率将随之急剧下降，自动低频减载装置的任务是迅速断开相应数量的一般负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以确保微电网系统安全运行。(4)负荷监测

提供微电网线路负荷的实时数据包括负荷功率，线路电流情况。对所有线路进行监控，对大负荷及超负荷提供预警和报警信号。微电源分类、特点、工作方式及接入设备功能

3.1 微电源分类与特点[5]

光伏电池无废气排放、无化石燃料消耗，采用与建筑物集成在一起的模块可联合生产低温热能为房间供暖。但输出的功率由光能决定，因此是断续的，不能与负荷完全匹配，因此常常需要蓄电池或其他辅助系统。一般光伏电池发电模块拥有最大功率点跟踪(MPPT)功能、电池板监测和保护功能、逆变并网等功能，以保证光伏电池能够可靠、安全地运行。

微型燃气轮机，具有体积小、质量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单可以统一调度。微型燃气轮机模块具有气体温度、压力、流量测量、燃料供给、燃料注入控制、热量处理、转速监控，气体污染物监测、功率调节及并网等功能。具有电力电子转换和控制接口的微型燃气轮机可跟随电网的电压和频率变化，主要起负荷跟踪和削峰填谷的作用。它的另一个作用是完成基本的有功功率控制的同时，可调节系统输出的无功功率，实现电压调节和功率因数的调整。因此是目前最成熟、最具有商业竞争力的分布式电源之一。

3.2 微电源典型工作方式

(1)光伏电池具有MPPT和定电压两种工作方式。

当工作在MPPT工作方式且无功功率可调时遵循Q-V下垂特性。当工作在定电压工作方式时遵循P-f下垂特性。

(2)微型燃气轮机可工作在功率可调的运行方式或定功率的运行方式。

当工作在功率可调的方式时遵循P-f下垂特性和Q-V下垂特性。在此工作方式下，微型燃气轮机可作为具有自适应调节功能的调节电源，快速跟踪负荷有功功率和无功功率的变化。

当工作在定功率的方式时按照设定值输出有功功率和无功功率。

3.3 微电源接入设备功能

由于光伏电池电压等级低，需采用DC-DC中的Boost电路升压至合适的电压等级，然后通过逆变把直流电变换为标准的交流电，供给负荷或并入电网。即经过DC-DC-AC变换接入微电网。并可根据系统稳定运行要求自动切换工作方式的功能。

微型燃气轮机为不稳定的交流电源，需要先变为直流电，然后通过逆变技术变成标准的交流电，供给负荷或并入电网，即经过AC-DC-AC变换接入微电网。并可根据系统稳定运行要求自动切换工作方式的功能。

3.4 微电源控制功能

微电源的基本控制由微电源控制器完成，主要功能包括微电源自身的调节功能即微电源机组工作方式的切换。能量调节功能包括有功/无功控制、电压/频率调节、孤岛模式下负荷分配/电压、频率调节等。

3.4.1 微电源工作方式的切换

根据微电网负荷用电需求并结合微电源控制策略切换微电源的工作方式。(1)对于光伏电池在MPPT和定电压模式之间切换。

(2)微型燃气轮机可工作在定功率与功率可调的模式两种方式下。在功率可调时可工作低位运行和高位运行两种方式下。

(3)储能装置根据蓄电池的荷电状况以及此时的负荷是需求，蓄电池可工作在充电模式与放电模式。

3.4.2 能量调节功能

(1)有功功率调节

在并网运行模式时，系统的频率是固定，微电源发送分配好的有功功率，在孤网运行模式下，通过快速的电力电子装置，根据P-f下垂特性，调节微电源的输出有功功率使功率输出与负荷需求保持平衡。(2)无功功率调节

在并网运行模式下，能量控制器监测负荷和无功的变化，通过储能装置进行无功调节，并补偿无功，维持系统功率平衡。

在孤网运行模式下，应具备三个功能⑴根据预先设定的Q-V特性阻止末端电压偏压；⑵参与特定负荷线路的电压调整；⑶根据负荷设定的功率因数补偿无功。

电压调节：通过调节微电源电压的幅值，相角，与系统要求相匹配，而且负荷和微电网的功率因数可得到控制。

功率因数调节：当电动机启停时负载的功率因数是变化的，可以影响到微电网的电压稳定。通过调节微电源无功输出使负载的功率因数保持在预先设定的工作点。对分布式电源的控制除了满足以上要求外，微电源自身还应具有以下功能：(1)通信功能

接受能量管理系统的调度，同时上传自身的各种状态信息。(2)辅助的电能质量改善功能

微电源在自身不对电网造成污染的前提下，能在一定程度上对电网进行谐波抑制和不平衡补偿等。(3)保护功能

微电网内部有数量众多的分布式电源，且它们之间的距离短，这就造成了短路电流的急剧增大，而传统的继电保护装置因时效性难以起到应有的保护作用，严重威胁了电力电子设备的安全，所以分布式电源自身必须具备各种可靠的保护功能(如过压、过流及故障等)。储能装置分类、特点、工作方式及接入设备功能 4.1 储能装置的分类与特点[5]

铅酸蓄电池尽管能量密度小，但功率密度高、放电时间长、由于技术成熟性价比高，因此成为当今使用最为广泛的蓄电池。当蓄电池作为调节电源时，每次调度之前应先检查蓄电池的剩余容量，若负荷低谷时蓄电池容量已经达到90%以上，则不给蓄电池充电;若剩余容量低于20%则暂时不用蓄电池，将它作为负载进行充电(负荷高峰时不充电)一直到容量达到80%以上为止，否则作为电源参加经济调度。

4.2 典型工作方式

蓄电池可工作在功率可调的运行方式或定功率的运行方式。当工作在功率可调的方式时遵循P-f下垂特性和Q-V下垂特性。在此工作方式下，蓄电池组可作为具有自适应调节功能的调节电源，快速跟踪负荷有功功率和无功功率的变化。

当工作在定功率的方式时按照设定值输出有功功率和无功功率。

4.3 装置接入设备功能

蓄电池为直流电源，由于他们的电压等级低，需采用DC-DC中的Boost电路升压至合适的电压等级，然后通过逆变把直流电变换为标准的交流电，供给负荷或并入电网。即经过DC-DC-AC变换接入微电网。

蓄电池控制器具有对蓄电池电压、电流、储能的监控功能，还有充放电功能和启停限定功能。蓄电池充电时，能量管理系统主要监视蓄电池的充电状态、综合健康度和安全中断标准。主要监测的参数有：电压、电流和温度。当对蓄电池的所有状态检查完成后。蓄电池的充电定时器开始启动。如果检测到蓄电池超过临界安全值，则充电暂停，如果故障持续时间超过一定的值，则停止对蓄电池充电。并可根据系统稳定运行要求自动切换工作方式的功能。系统运行目标与策略

5.1 联网模式下的运行目标与策略

在正常情况下，微电网并网运行，由大电网提供刚性的电压和频率支撑，内部微电源工作在电压源或电流源状态，在能量管理系统控制下，调整各自的功率输出。微电网和大电网共同承担内部负荷。

并网运行时，微电网能量管理的协调方案为：(1)光伏发电一直保持 MPPT模式；

(2)检测储能装置的荷电状况以确定是否充电。当检测到蓄电池未充满时应充电，若充满就停止充电。能量控制器检测负荷和无功的变化。在联网模式时，蓄电池不参与供电。仅通过储能装置进行无功调节，并补偿无功，维持功率平衡，维持系统稳定的作用。(3)微型燃气轮机在联网模式时不参与供电。

(4)微电网能量管理器将增加与各级微电源之间的通信协调工作。

并网运行发生故障时，由于微电源的分布式特性，可由微电源能量管理系统迅速定位故障点位置。当故障点在微电网内部时，由微电网能量管理控制器通过综合各微电源的信息给出相应调整；当故障点在微电网外部时，通过主网调度中心与各高级调度中心相互通信以确定故障严重程度。如超出自身调节能力，相应微电网可选择与主网断开，进入孤岛运行，这样可同时保证主网与微电网的安全稳定运行。

5.2 孤岛模式下的运行目标与策略[6] [7] [8]

当大电网出现电压骤升、骤降、不平衡和谐波等电能质量问题或有计划检修时，微电网转入孤岛运行模式，此时的电压和频率由内部各微电源负责调节。负荷和微电源地投切常用来维持功率平衡以此确保微电网的电压和相角的恒定。因此控制策略必须确保敏感负荷的正常供电。

微电网能量管理的协调方案为：⑴应切除可中断负荷确保微电网对敏感负荷的可靠供 4 电，保证敏感负荷的正常工作；⑵光伏发电尽量一直保持MPPT模式（若需要可工作在电压限制模式）；⑶根据储能装置的运行状况，管理微型燃气轮机的投切和发电容量。当储能装置吸收部分能量时，切除部分微型燃气轮机，当储能装置释放能量时，投入部分微型燃气轮机来供电；⑷能量控制器检测负荷和无功的变化，通过微型燃气轮机或储能装置进行P、Q调节，并无功补偿，维持功率平衡，保证供电质量。在孤网模式下各微电源协调控制策略：

(1)光伏电池应保持 MPPT模式，当光伏电池输出大于负荷消耗且蓄电池充满时，应工作在定电压模式。

(2)蓄电池储能为0，光伏输出持续增加但小于负荷消耗时，蓄电池停止运行。光伏输出超过微电网负荷消耗，蓄电池未充满。蓄电池充电。

光伏输出小于负荷消耗时或光伏输出为零，蓄电池有储能，应工作在放电模式。

(3)当光伏输出超过微电网负荷消耗，应工作在低输出运行模式。当负荷需求持续增加，光伏电池和蓄电池已不能满足负荷用电需求，微型燃气轮机则增加输出功率。光伏发电结束且储能装置储能为零，则完全由微型燃机轮机供电。

5.3 PCC接入监控设备的功能与要求

微电网PCC的各种状态信息包括系统电压、电流、有功、无功、频率、功率因数等参数以及各个微电源的状态信息能上传给能量管理系统，能量管理系统根据这些参数制定控制方案，发布命令。微电网能量管理系统的功能与实现方法

微电网能量管理系统具有数据综合处理、方案制定、命令发布及与微电网并网功能，主要包括对微电源的控制、储能装置管理、负荷管理、来电自动并网、断电或故障自动进入孤岛运行的控制功能等[9]。(1)方案制定、命令发布

经过通信上传的PCC点，各微电源控制器，断路器，负荷节点的各种参数，经过综合数据处理，制定微电源的投切、工作方式切换、功率输出等调节，断路器的通断等控制策略。然后把这些设定值与控制命令发送各调节装置。维持微电网的正常运行。(2)对微电源的控制功能

根据能量管理系统的控制命令改变微电源的工作方式，并且按照发送的设定值调节微电源的功率输出。能量管理系统检测调节电源的输出特性。当负荷需求增大时，通知微电源增加输出功率。当负荷需求减少且蓄电池充满时，则通知微电源减少输出功率或关闭某些微电源。

(3)储能装置的管理

蓄电池充放电与电压、功率管理 可检测蓄电的充放电状态，并且根据系统需求对其进行充放电管理，并能控制储能装置的工作方式。以及输出有功、无功功率，参与有/无功率调节。

(4)负荷管理

根据检测到的负荷大小分配微电源的出力，保持微电源与负荷之间的平衡，在微电网孤网运行时，切除一般负荷，确保敏感负荷的正常供电。(5)模式切换与通断控制

当检测大电网来电时，能自动的将微电网由孤网运行模式过渡到并网运行模式下。当并网后发生故障且故障点在微电网外部时，通过主网与各微电网相互通信以确定故障严重程度。如超出自身调节能力，相应微电网可选择与主网断开，进入孤岛运行。并可实现两种运行模式的无缝转换。并根据微电网的工作状态发布微电源与断路器逻辑控制控制命令。当满 5 足投切条件时，能量管理系统通知微电源控制器和各断路器动作，完成预定的投切操作，以减少或增加输电线路的功率，确保微电网系统的功率平衡。微电网能量管理系统的组成结构与实现方案

7.1 建立模型

建立了典型的微电网模型，包括微电网的电压等级、接线方式、运行方式、负荷模型、微电源类型、容量以及位置的确定并建立合适的微电源仿真模型。1.电压等级：380V/220V 2.接线方式：微电网接线采用放射式接线。运行方式： 并网运行、孤岛运行

3.负荷模型：采用恒功率静态模型来表示馈线上各节点的负荷，同时假设负荷三相对称。(1)负荷类型：敏感负荷 非敏感负荷（可中断负荷）

(2)负荷大小 最大负荷：敏感负荷与一般负荷功率需求之和为最大负荷。

最小负荷：取最大负荷的30%为最小负荷。

4.微电源类型: 微型燃气轮机、光伏电池、储能装置（铅酸蓄电池）。

5.微电源发电容量确定：微电源的额定功率应该与敏感负荷峰值功率需求相匹配。6.微电源位置确定[10]：可选择在线路中间偏末端的位置。

7.2 微电网能量管理

(1)微电源管理

根据微电网的拓扑结构制定相应的控制策略

在并网模式时，应预先确定微电源的功率输出值，能量管理系统合理分配设定值给各个微电源。并监控PCC点的电量参数，当出现无功不平衡时，并确定无功补偿量，分配这个值于储能装置，使储能装置发无功，维持系统功率平衡。并根据并网运行模式下微电源协调控制策略投切微电源。

在孤网模式运行时，根据负荷需求确定微电源的功率输出值，能量管理系统合理分配设定值与各微电源。根据预先设定的ＶＱ特性阻止末端电压偏压；参与特定负荷线路的电压调整；根据负荷设定的功率因数补偿无功。通过能量管理系统把这个这分配给调节微电源。维持电压稳定。能量管理系统根据能量管理控制算法确定设定值，分配给各微电源参与系统的调节，以确保系统的稳定运行。(2)储能装置的充放电管理

能量管理系统主要监视蓄电池的充电状态、综合健康度和安全中断标准。按照能量管理系统的控制指令充放电。(3)负荷管理

提供负荷跟跟随功能，实时检测负荷大小，在并网模式下，负荷的供电主要由大电网提供。在孤网模式运行时，一般负荷被切除，根据检测到的负荷大小，分配微电源的出力，保持微电源与负荷之间的平衡。

7.3 能量管理系统通讯与控制功能

微电网能量管理系统具有数据综合处理、方案制定、命令发布及与微电网并网功能，主要包括对微电源的管理、储能装置管理、负荷管理、断网与并网的控制功能等。各控制器经过通讯线路上传各自的状态信息，包括的PCC点电网参数，各微电源输出特性参数，断路器通断状态，负荷的各种电量参数，经过能量管理系统的综合数据处理，制定微电源的投切、工作方式切换、功率输出等调节，断路器的通断等控制策略。然后把这些设定值与控制命令发送各调节装置，维持微电网的正常运行。

7.3.1 上传信息：(1)PCC点：通过大电网监控装置上传大电网的各种参数包括大电网的电压、频率、相位角等。在联网运行模式下，将大电网电压、频率与微电网当前电压和频率做比较，分析是否同步，如果偏差超过允许范围将调节储能装置和光伏电池的功率输出，以尽快与大电网同步。

(2)光伏电池功率电压控制器：上传光伏电池的工作方式（MPPT/定电压），输出电压、电流、频率，有功功率、无功功率等参数值。(3)储能装置（蓄电池）功率电压控制器：上传储能当前的工作方式、充放电的电压、电流，输出时有功功率、无功功率等参数值，荷电状态等。

(4)微型燃气轮机功率电压控制器：上传微型燃气轮机的运行状况（是否投入运行、低位运行、高位运行、）工作方式、输出电压、电流、频率，有功功率、无功功率等参数值。(5)负荷参数：包括负荷的大小，电压、电流，频率，功率因数等。(6)各断路器的通断状况。

7.3.2 发送命令:(1)PCC点的信息

在联网运行模式下，将大电网电压、频率与微电网当前电压和频率做比较，分析是否同步，如果偏差超过允许范围能量管理系统计算无功功率补偿量，并把这个值传送给储能装置。命令储能装置发送无功，维持系统平衡。

当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供电中断时，通知隔离开关S1动作，微电网转入孤岛运行模式。

当大电网来电时，检测当前大电网与微电网的电压、频率、相位角，若微电网与电网不同步，能量管理系统计大电网与微电网的参数差额，计算出补偿量，把这设定值通知给运行中的微电微电网。调节功率输出，尽快与大电网的同步。(2)光伏电池

1)在联网运行模式下：能量管理系统通知其一直工作在MPPT方式下。2)在孤网运行模式下：当光伏电池输出大于负荷消耗且蓄电池充满时并且储能装置充满时，通知光伏电池控制器改变运行方式，工作在定电压方式下，否则应一直保持工作在MPPT方式。当光伏电池输出为0时，通知光伏电池控制器停止运行。(3)储能装置

根据负荷需求与荷电状况确定其充放电与工作方式 1)联网运行模式时：能量管理系统发送命令与储能装置，仅工作在充电的工作方式下，当检测到储能装置未充满时。蓄电池充电。若充满，则停止充电。

2)孤网运行模式时：蓄电池储能为0，光伏输出持续增加但小于负荷消耗时，蓄电池停止运行。光伏输出超过微电网负荷消耗，蓄电池未充满。通知蓄电池控制器工作在充电方式。光伏输出小于负荷消耗时或光伏输出为零，并检测到储能装置有储能，通知储能装置放电。当储能装置输出为0时，通知储能装置控制器停止运行。(4)微型燃气轮机

1)在联网运行模式时，能量管理系统通知微型燃气轮机不投入运行。2)在孤网运行模式时，当光伏输出超过微电网负荷消耗，通知微型燃气轮机工作在低输出运行模式。当负荷需求持续增加，光伏电池和蓄电池已不能满足负荷用电需求，微型燃气轮机则增加输出功率。当储能装置与光伏电池输出为零时，通知两个微型燃气轮机完全供电。

(5)各断路器的通断控制

1)在联网运行模式时，应密切监视个断路器的通断，当某条支路或节点电压、电流过高时，应迅速切断该支路或节点的断路器，并发送维修指令，通知维修人员快捷解除故障，7 保障负荷的正常供电。

2)在孤网运行模式时，通知隔离开关S1快速动作断开与大电网的连接，微电网进入孤网运行模式。断路器S3、S11动作切断一般负荷的供电，确保敏感负荷的正常供电。当微电网供电仍不满足敏感负荷需求时，应将敏感负荷中供电等级较低的较重要敏感负荷切除，通知断路器S6或S10动作，确保重要敏感负荷的正常供电。(6)负荷的控制

在联网模式是，确保所有负荷的正常供电。

在孤网模式时，首先将一般负荷切除，确保敏感负荷的供电。

当储能装置与光伏电池输出均为0，且两微型燃气轮起完全供电，仍不能满足负荷需求时，应考虑将敏感负荷中供电优先级较低的负荷切除，命令所在支路的断路器断开。保证重要敏感负荷的供电。若系统存在两个或两个以上供电等级相同的较重要敏感负荷时，能量管理系统应采集当前较敏感负荷的大小，并结合微电源的运行情况做出判断，若将较小负荷切除时，不会造成系统的电压频率降低，可将较小负荷切除，若会出现电压、频率不稳定，须将较大负荷切除。

当某负荷节点的电压超过允许范围时，根据无功补偿算法，制定无功补偿量，并把这个设定值传送送给调节电源，使其参与电压调节。

7.4 微电网的突发事故的处理

联网运行发生故障时，由于微电源的分布式特性，可由微电源能量管理系统迅速定位故障点位置。当故障点在微电网内部时，由微电网能量管理控制器通过综合各微电源的信息给出相应调整；当故障点在微电网外部时，通过主网调度中心与各高级调度中心相互通信以确定故障严重程度。如超出自身调节能力，相应微电网可选择与主网断开，进入孤岛运行，这样可同时保证主网与微电网的安全稳定运行。

孤网运行发生故障时，由于微电源的分布式特性，可由微电源能量管理系统迅速定位故障点位置。当故障点在微电网内部时，由微电网能量管理控制器通过综合各微电源的信息给出相应调整；如超出自身调节能力，相应微电源断路器可选择与微电网断开，微电网相应的拓扑结构发生变化如下图2。

能量管理系统馈线AS3S4S5S6S2微型燃气轮机光伏电池馈线BS1电网监控器S7S8S9S10S11大电网PCC馈线C蓄电池组微型燃气轮机功率&电压控制器隔离开关断路器敏感负荷一般负荷电力传输线信息流线

图1 微电网结构图

1)通知断路器S2、S7开、S5、S9闭:微电网分割成两个孤岛区域，分别是馈线A中微型汽轮机和光伏电池并联运行，馈线B中蓄电池组和微型燃气轮机并联运行。

2)通知断路器S2、S7闭、S5、S9开:微电网分割成三个孤岛区域，分别是馈线A中微型汽轮机和馈线B中蓄电池组并联运行，馈线A中光伏电池和馈线B中微型燃气轮机各自独立运行，单独为敏感负荷一对一供电。

3)通知断路器S2、S7、S9闭、S5开:微电网分割成两个孤岛区域，分别是馈线A中微型汽轮机和馈线B中蓄电池组和微型燃气轮机并联运行，馈线A中光伏电池独立运行，单独为敏感负荷一对一供电。

4)通知断路器S2、S5、S7闭、S9开:微电网分割成两个孤岛区域，分别是馈线A中微型汽轮机和光伏电池与馈线B中蓄电池组并联运行，馈线B中微型燃气轮机独立运行，单独为敏感负荷一对一供电。

5)通知断路器S2、S5、S7、S9全开:微电网全部解列，4个微源分别独立运行，单独为各自的敏感负荷一对一供电。

几种不同的孤岛拓扑结构直接决定了微电网对微电源所采取的控制方法。能量管理系统根据其特定的拓扑结构制定控制策略，并发出警报信号，告知维修人员，尽快解决故障。保证系统安全稳定运行。

几种不同的孤岛拓扑结构直接决定了微电网对微电源所采取的控制方法。能量管理系统根据其特定的拓扑结构制定控制策略，并发出警报信号，告知维修人员，尽快解决故障。保证系统安全稳定运行。

参考文献

[1] Lasster ,Akhil A , Mmarany C.White paper on integration of distributed energy resources —the CERTS microgrd concept.[2007206201]http://certs.lbl.gov/pdf/LBNL_50829.pdf [2] F.Katiraei, R.Iravani, N.Hatziargyriou, ―Microgrids management,‖ IEEE Power and Energy Magazine, vol.6, no.3, pp.54 –65, May-June 2008 [3] 于永源 杨绮雯.电力系统分析（第二版）.北京：中国电力出版社，2004.[4] 杨冠城.电力系统自动装置原理（第三版）.北京：中国电力出版社，2005.[5] 殷桂梁，杨丽君，王珺.分布式发电技术.北京：机械工业出版社，2008.[6] 章健，艾芊，王新刚.多代理系统在微电网中的应用 电力系统及其自动化 2008，32(24).[7] J.P.Lopes，C.Moreira，and A.Madureira，―Defining control strategies for microgrids islanded operation,‖ IEEE Trans.Power System., vol.21, no.2, pp.916–924, May 2006.[8] F.Katiraei, ,M.R.Iravani,“Power Management Strategies for a Microgrid With Multiple Distributed Generation Units” Power Systems, IEEE Transactions on Volume 21, Issue 4, Nov.2006 Page(s):1821 – 1831 [9] D.Kueck, R.H.Staunton, S.D.Labinov, B.J.Kirby Microgrid Energy Management System.[10] 王志群，朱守真等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究 电力系统及其自动 化

学报 2005，17(1)

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第三篇：电网调度管理系统问题总结

电网调度管理系统存在问题汇总

1、值班人员管理：时间无法更改。交接班设备：（1）设备排序不固定；（2）所

列设备中铝厂三期的设备和铝厂一期的设备无发分类；（3）设备列表中机炉

信息应分开；（4）未按要求生成运行日志设备表；

2、交接班管理：交接班提示卡中一个复选框打“√”全部打“√”，无法分别

打“√”。（要求逐个确认）

3、考勤管理：（1）考勤管理不能计算；（2）考勤统计不可用；检修票和关联计

划功能冲突；关联计划未能实现。（现在已改为不关联）

4、电网方式中“新增”无法正常使用。（一个站下只有一种电网方式）

5、开发区热电设备分为A、B站；选择场站时未见开发区B站内容。

6、交接班管理导入内容只能导入一条，导入新内容后自动删除以前内容。

7、交接班管理里面<已查明原因的故障>栏里不能填写“无”

8、计划查询：月度计划流程不能完成。

9、方式调整：流程不能完成。

10、新设备命名：不能使用

11、新设备启动方案:不能使用

12、低频低压减负荷：不能使用

13、定值单管理：流程需修改，整定单类型选项无需要内容

14、自动化模块不能使用

15、班组管理：反事故演习、事故预想，不能使用。

16、运行分析不能保存

17、机炉：单位管辖无显示

18、厂站设备无法细分

2月27日

第四篇：江苏电网调度自动化系统缺陷管理规定

江苏电网调度自动化系统缺陷管理规定

为了保证自动化系统设备的正常可靠运行，加强和完善省调、地调、变电所、发电厂自动化设备的管理，特制定本规定。

1、本规定适用于江苏电力调度通信中心、各地区供电公司、各发电厂（有限公司）；

2、自动化系统设备缺陷分成三个等级：紧急缺陷、重要缺陷和一般缺陷。

紧急缺陷是指威胁人身或设备安全，严重影响设备运行、使用寿命及可能造成监控系统系统瓦解，危及电力系统安全、稳定和经济运行，务必立即进行处理的缺陷。

重要缺陷是指对设备功能、使用寿命及系统正常运行有一定影响或可能发展成为紧急缺陷，但允许其带缺陷继续运行或动态跟踪一段时间，必须限期安排进行处理的缺陷。一般缺陷是指对人身和设备无威胁，对设备功能及系统稳定运行没有立即、明显的影响、且不致于发展成为重要缺陷，应限期安排处理的缺陷。

3、省调、地调、变电所、发电厂等各级自动化系统运行部门应建立和维护自动化设备缺陷记录,详细记录缺陷的现象、发生的原因，同时及时通知相关人员进行处理。对于一时无法消除的缺陷要加强监视，并根据具体情况缩短巡视和测试周期。缺陷处理的响应时间要求:

1）紧急缺陷必须在2小时之内赶赴现场进行处理

2）重要缺陷必须在4小时之内赶赴现场进行处理

3）一般缺陷应在72小时之内赴现场进行处理

4、重要缺陷需办理自动化设备检修申请，经过相关人员、处室及领导审核批准后，方可工作；重要缺陷在节假日与晚班出现时，可以先处理，待完成后由处理人负责补办设备检修申请。（详见《江苏电网自动化设备检修停运工作申请管理规定》）

5、三类缺陷均应及时记录处理的过程和结果。紧急缺陷处理完成后，处理人需提交《故障异常处理分析报告》，经相关人员、处室领导审核；运行负责人需定期检查各类缺陷处理情况，如需要，应要求处理人提交缺陷分析报告。

6、省、地调自动化运行月报中，应反映和汇总自动化系统设备缺陷及消缺的重要信息。

7、省调、地调、发电厂等各级自动化系统运行部门应在每月的运行分析会议上将缺陷及消缺情况进行分析点评。

8、根据设备缺陷及消缺情况，及时修改相关运行管理规定，补充完善缺陷处理操作步骤，实行设备缺陷闭环管理。

批准：李斌

审定：崔恒志

审核：李汇群编制：金益民

江苏电力调度通信中心

（最后修订时间：2004年06月）

第五篇：国内外微电网典型示范工程

国内外微电网典型示范工程

1.美国

美国自上世纪90年代以来发生了几次较大的停电事故，使其电力行业十分关注电能质量和供电可靠性。因此美国对微电网的研究重点主要集中在满足多种电能质量的要求、提高供电的可靠性、降低成本和实现智能化等方面。

美国的分布式发电与微电网技术研究主要由电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)、制造商(以GE为代表)、高等院校等进行。CERTS最早提出了颇具权威性的微电网概念： 微电网是一种由负荷和微电源共同组成的系统。它可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，并提供必要的控制。微电网相对于主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方面的需求。

在美国政府机构、电力公司、大型企业的资助下，以CERTS为首的美国各科研机构建立了一系列的微电网实验平台和试点工程。

1)威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程

L5: 7.6kW配电网480V208VL4: 7.6kW45kVA75kVADCACL3: 7.6kWL2: 7.6kWL1: 7.6kW直流稳压电源480/208静态开关DC45kVAAC直流稳压电源 图XXX 威斯康辛麦迪逊分校微电网示范工程结构

如图XXX所示,威斯康星大学麦迪逊分校微电网示范工程搭建的微电网中有两台位置对等的直流稳压电源,稳压电源经逆变器输出,输出经电抗器和变压器连接到微电网公共母线上。公共母线上连接大小相等的5个纯阻性负荷，并通过静态开关与480V配电网连接。本示范工程主要用来研究本地下垂控制策略，微电网暂态电压，微电网频率调整和微电网联网和孤岛模式之间的无缝切换。

2)CERTS微电网示范工程

配电网13.8kV远程监控系统75kVA公共母线静态开关馈线B馈线A480V 60Hz馈线C95kW电阻负荷 燃气轮机60kWDCACACDC95kW电阻负荷 燃气轮机60kW蓄电池DCAC蓄电池ACDC燃气轮机60kWDCAC蓄电池ACDC95kW电阻负荷 电动机20kW95kW电阻负荷 M 图XXX CERTS微电网示范工程结构图

如图XXX所示, CERTS微电网示范工程中分布式电源为60kW微型燃气轮机,微型燃气轮机经整流后既经逆变器给负荷供电，也可以给直接给蓄电池充电。馈线B和馈线C经公共母线连接形成微电网，微电网经静态开关接入配电网。配电网直接给馈线C负荷供电，经静态开关与微电网连接。正常情况下，静态开关闭合，微型燃气轮机不发电，配电网给微电网内负荷供电，并给蓄电池充电。当配电网发生异常时，静态开关打开，形成微电网孤岛，微型燃气轮机给孤岛内负荷供电，同时，当微电网总负荷超过微型燃气轮机发电总和时，蓄电池经逆变器放电给负荷供电，维持孤岛稳定运行。综上，微电网内负荷的供电可靠性得到了大大的提升。

本工程示范目的包括联网和孤岛模式之间的自动无缝切换；不依赖于高故障电流微网保护；无需高速通信实现孤岛条件下的电压和频率稳定。

3)分布式能源技术实验室（DETL）微电网示范工程

配电网模拟电网90kVA上层调度管理系统500kVA 12470/400V480VACDCACDCACACL1: 55kW+j55kVar燃料电池PV燃气轮机L2: 150kW+j255kVar 图XXX 分布式能源技术实验室微电网示范工程结构图

如图XXX所示，分布式能源技术实验室微电网示范工程中，分布式电源包括燃气轮机、光伏电池和燃料电池，燃气轮机经AC/AC变换输出给负荷供电，光伏电池和燃料电池经逆变器输出给负荷供电。微电网在上层管理系统的控制下与配电网连接或断开，所有分布式电源和负荷也通过上层调度管理系统管理。

通过上层调度管理系统，本示范项目可分析分布式电源利用效率，监测分布式电源输出功率的变化和负荷变化对微网稳态运行的影响。

4)国家可再生能源实验室微电网示范工程

L1:165kW+j404kVar模拟电网200kW配电网上层调度管理系统公共母线1段联络开关公共母线2段ACACACDCACACL2:165kW+j404kVar柴油机40,80,125kW600V 直流母线燃气轮机30kW风机100kWPV10kW蓄电池 图XXX 国家可再生能源实验室微电网示范工程结构图

如图XXX所示，国家可再生能源实验室微电网示范工程中，分布式电源包括了柴油机、微型燃气轮机、小型风机、光伏电池和蓄电池。柴油机直接给负荷供电，微型燃气轮机和小型风机经AC/AC变换接入微电网给负荷供电，光伏电池与蓄电池共同连接在直流母线上，并经过逆变器接入微电网。上层调度管理系统控制根据系统运行状态，控制微电网联网和孤岛的切换，并控制微电网内所有的分布式电源的投切。另外，上层调度管理系统根据系统运行状况控制联络开关的开闭，因此，既可以把微电网划分成两个部分，也可以把两个部分连接，形成一个电网。

本示范项目示范目的包括允许多独立系统同时运行，分布式发电系统可靠性测试和分布式发电及微网运行导则制定。

5)分布式电源集成测试示范工程

配电网静态开关21kV模拟光伏115kW 模拟光伏50kW PV电阻25kW电感75kVar电容75kVarACDC240V/21kV100kVAPV模拟光伏50kW ACDCACDC240V/480V240V/480V240V/21kV225kVA柴油机300kW480V/21kV300kVAPV模拟光伏115kW PV电阻25kW电感75kVar电容75kVar模拟光伏115kW ACDC240V/21kV25kVA燃气轮机30kWACAC电动机100kW燃气轮机30kWMACAC240V/21kV112.5kVAPV电阻25kW电感75kVar电容75kVarACDC240V/21kV100kVA300kW蓄电池300kW电阻25kWAC电感75kVar电容75kVarDC1MW锌镍液流电池ACDC240V/21kV112.5kVA 图XXX 分布式电源集成测试示范工程结构图

如图XXX所示，分布式电源集成测试示范工程中，模拟光伏电池板和蓄电池经逆变器接入21kV微电网系统，燃气轮机经AC/AC变换后接入，柴油机直接接入。微电网经静态开关与配电网连接。微电网中共有5组模拟光伏电池板，其中三组额定发电功率为115kW,另外两组额定发电功率为50kW。蓄电池容量300kW，锌镍液流电池容量为1MW，柴油机300kW。当多个分布式电源同时接入配电网时，可以研究高渗透分布式电源对配电网的影响。本示范工程的示范目的还包括微电网的电压和频率调整、电能质量的检测与分析和微电网继电保护。

6)狂河市微电网示范工程

上层调度管理系统20-60kW丙烷柴油机90kW10kVA10kVA10kVA750kVA丙烷柴油机90kWDC配电网ACACPV10kWACDCDC生物柴油机100kW燃料电池PV10-150kW生物柴油机100kW250kVAACDCACAC燃料电池燃气轮机30kW 图XXX 狂河市微电网示范工程结构图

如图XXX所示，狂河市微电网示范工程中，分布式电源包括：两台100kW生物柴油机、两台90kW丙烷柴油机（丙烷-柴油混合燃料发电机，下文均简称丙烷柴油机）、一台30kW燃气轮机、两组燃料电池和一组光伏电池，并将陆续接入风机和飞轮。生物柴油机和丙烷柴油机直接接入微电网给负荷供电，燃气轮机经AC/AC变换后接入微电网，燃料电池和光伏电池经逆变器接入微电网。微电网经静态开关与配电网连接。上层调度管理系统统一控制微电网中所有分布式电源和负荷，同时控制微电网联网与孤岛运行两种状态的切换。

该工程示范目的包括：建立微网经济模型；特定地点建设微网可行性；加快微网技术和制度上的认知度；含分布式电源配电网规划；微网的上层监控。

2.加拿大

加拿大幅员辽阔，人口密度小，长距离输电困难，希望能通过发展分布式发电和微电网技术解决以上问题。

从历史上看，加拿大的能源政策一直强调大型集中式发电和远距离、高电压传输，如大力发展大型水电，大型煤电，大型天然气发电和核电。过分依赖大型，高污染，高消耗的发电和输电系统已经不再受加拿大人的青睐。作为一种发输电的新思路，越来越多的集中式发电正在被分布式电源补充或替代。分布式电源的市场份额正在逐步增长，并没有减缓的迹象。

在加拿大政府机构、电力公司、大型企业的资助下，各科研机构建立了一系列的微电网实验平台和试点工程。

1)Nemiah 岛式电网光伏改造示范工程

屋顶光伏，共27.2kWDC三600V台柴油发电600V机600V600V600V/14.4kVACPV阻性负荷16.8kWACDCACDCACDCPV办公区 PVPV 图XXX Nemiah 岛式电网光伏改造示范工程结构图

如图XXX所示，Nemiah 岛式电网光伏改造示范工程中，共有4组屋顶光伏电池，它们分别给负荷供电，在光伏电池供电不足的情况下，柴油机启动，共同为岛内负荷供电。

改造目的：加拿大幅员辽阔，岛屿众多，其北部存在几百个柴油机为主的岛式电网，消耗昂贵的燃油。加入分布式电源，开发分布式电源容量优化软件，并对微网进行上层调度管理，使微网运行达到经济最优。

2)Ramea岛式电网光伏改造示范工程

风机92.5kW三台柴油机92.5kW负荷4200MWh/年阻性负荷200kWACAC风机ACACACAC风机风电场390kW92.5kW 图XXX Ramea 岛式电网风机改造示范工程结构图 如图XXX所示，Ramea 岛式电网风机改造示范工程中，共有3台风机，总容量为390kW,它们经AC/AC变换给负荷供电，在风机供电不足的情况下，柴油机启动，共同为岛内负荷供电。

改造目的：加拿大幅员辽阔，岛屿众多，其北部存在几百个柴油机为主的岛式电网，消耗昂贵的燃油。加入分布式电源，开发分布式电源容量优化软件，并对微网进行上层调度管理，使微网运行达到经济最优。

3)Hydro Quebec 微电网示范工程

7MW燃气轮机31MW13.8/120kV4MW配电网120kV4MW120/25kV 图XXX Hydro Quebec微电网示范工程结构图

如图XXX所示，Hydro Quebec微电网示范工程中，分布式电源是燃气轮机。孤岛运行状态下，燃气轮机给负荷供电，并网条件下，燃气轮机根据调度需要并网发电。

研究目的：实现有计划孤岛运行，研究孤岛运行对供电可靠性的影响；对紧急停电状况下孤岛运行稳定性、电压和频率波动及其经济效益进行分析。

4)Hydro Boston Bar微电网示范工程

上层调度管理系统Boston Bar3MW配电网69kV25/4.16kV4.32MW两台水轮机4.32MW120/25kV 图XXX Hydro Boston Bar微电网示范工程结构图

如图XXX所示，Hydro Boston Bar微电网示范工程中，分布式电源是两台水轮发电机，其输出直接给负荷供电。在上层调度管理系统的统一调度管理下，微电网可联网和孤岛运行。联网时，微电网内负荷由配电网供电，孤岛运行状态下，微电网内负荷由两台水轮发电机供电。

本示范工程的示范目的包括开发针对微电网的上层调度管理系统，实现微电网有计划孤岛运行，研究孤岛运行对供电可靠性的影响，对紧急停电状况下孤岛运行稳定性、电压和频率波动及其经济效益进行分析。

5)加拿大Utility微电网示范工程

250kV临时线路25/69kV配电网69kV25/69kVACAC风机1.26MWACAC风机2.52MW水轮机3MW 图XXX 加拿大Utility微电网示范工程结构图

如图XXX所示，加拿大Utility微电网示范工程中，分布式电源包括风机和水轮机。风机经AC/AC变换给负荷供电，水轮机直接接入给负荷供电，微电网经静态开关与配电网连接。本工程示范目的包括：实现微电网联网和孤岛模式之间的无缝切换；分析分布式电源大量渗入对微电网电压和频率调整的影响；通过对实时采集的发电量和负荷数据进行分析，研究季节变化对微网运行的影响。