中国电源学会第二十三届学术年会专题讲座
微网储能变流器免通信并联
基本原理与关键技术
刘进军、刘增
西安交通大学
2019年11月1日
目录
▪ 微网与储能变流器
▪ 免通信并联基本原理
▪ 功率耦合及其解耦
▪ 无功功率均分控制
▪ 母线频率二次控制
▪ 不平衡与谐波功率均分控制
▪ 虚拟同步机与广义下垂控制
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微网与储能变流器
可再生能源占能源消费的比重日益增加
中国一次能源消费现状及发展规划
• 2050年,中国可再生能
源占一次能源消费比例
将从2010年的不足7%提
高到60%以上
• 风电和太阳能发电得到
迅猛发展,占全部发电
量的比例大大提升,成
为未来电力系统的主要
电力供应来源
年份
国家发改委能源研究所,中国2050高比例可再生能源发展情景暨路径研究,2015年4月.
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微网与储能变流器
分布式电源接入电网的比例升高
光伏,风机,电池储能等分布式电源将被广泛应用,以提高供电可靠性和灵活性,
减少在传输线路损耗,提高能源利用率
电池储能
屋顶光伏
开断装置
生物质能发电
家居
电池储能
微型燃气轮机
电动汽车
燃料电池
风机
充电桩
光伏阵列
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微网与储能变流器
微电网将成为未来能源发展的重要方向
• 由分布式发电、分布式储能及负载组成
• 被视为大电网中的可控单元,可工作于并网
状态或孤岛状态
• 提供各单元间协调控制,保证电能质量和供
电安全
微电网成为目前各国倡导的新能源发展方向,
得到迅速发展
• 截止2018年第四季度,全球确认微电网项目
2258个,累计规模达到19.575GW
• 未来五年,我国计划在各省市地区新建逾300座
微电网工程,相关行业标准的编制与实施正在积
极推进
微电网
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微网与储能变流器
6a
微网与储能变流器
孤岛微电网储能变流器控制的关键技术
初级控制
• 保证电压和频率的稳定性
• 分布式电源的即插即用
• 分布式电源之间的功率分配
次级控制
• 补偿电压幅值和频率偏差
• 与大电网之间的同步和孤岛检
测
三级控制
• 微电网优化运行
• 能量管理与效率提升
微电网中央控制器
三级
控制
次级控制
初级控制
通讯
本地控制
本地控制
本地控制
电源
电源
母线
电源
微电网的分层协调控制示意图
6b
微网与储能变流器
初级
控制
有通信并联
不适合电源分布式分布的
特性
构建通讯的成本较高,可
靠性降低
无法实现即插即用
免通信并联
即插即用,安装使用方便
能提高系统可靠性
传统下垂控制局限性
线路阻抗引发功率耦合
导致系统不稳定
线路阻抗差异导致无功
及谐波功率不均分
功率均分与母线电压调
整率之间矛盾
无法同时兼顾孤岛和并
网性能
可靠性依赖于主电源
主电源容量大
线路末端电压质量差
主从控制
电源独立控制,可靠性高
频率同步和有功功率均分
交流母线
……
DGn
DG2
下垂控制
DG1
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