分布式电源与微网管控技术综述

2.2.1双馈风力发电并网特点

(1)双馈风力发电并网有独立的有功、无功调节能力。(2)可在变速情况下实现并网。(3)在空载并网和带独立负载并网两种方式中，转子励磁变流器直接与电网连接，双馈发电机定子与电网经过开关连接;而孤岛方式则是定子与转子励磁变流器直接相连，在经过开关连接到电网，电网经过预充电变压器与直流母线电容连接。

2.2.2 直驱风力发电并网特点

(1)直驱式风力发电常见的并网拓扑结构最采用双PWM型变流电路。(2)该电路的优点是可以对网侧和机侧分别进行控制，能够与大阻抗的同步发电机相连接，与二极管不可控整流相比，输入电流为正弦波减少了发电机的铜耗和铁耗，可实现单位功率因数并网。(3)直驱式风力发电并网对控制系统的基本要求有：需要对机组的运行状态进行监测;需要对机组的启动、并网、运行、脱网、停机、急停等进行控制;需要对机组进行一定的优化控制。

3微网管控技术及其应用

微电网管控技术是保障其稳定可靠运行的关键性技术,微网管控技术的研究重点主要集中在负荷预测、分布电源发电预测、微电网潮流分析、电能质量管理及经济调度算法方面的研究。

3.1微电网负荷预测

将负荷的历史数据加以处理，并结合当时的具体情况(气候因素、设备故障等)加以修正，对微网单元的负荷变化情况做出短期预测。目前主要的负荷预测算法[11-14]有：时间序列方法、回归分析法、指数平滑化法和神经网络算法等。时间序列方法优点是所需数据少、工作量小、计算速度较快反映了负荷近期变化的连续性，时间序列方法存在的不足是建模过程比较复杂，需要较高的理论知识;回归分析法的优点是计算原理和结构形式简单，预测速度快，外推性能好，存在的不足是对历史数据要求较高，结构形式过于简单，精度较低。指数平滑法的原理是加权平均，通过平滑作用可以消除序列中的随机波动，但很难反映当前的经济、天气等变换情况。神经网络算法，人工神经网络短期预测有较好的精度，具有信息记忆、自主习、知识推理和优化计算等智能处理能力，其不足之处在于神经网络的层数和神经元个数多依据主观经验确定，难以科学地确定网络结构，学习速度慢和存在局部极小点等。

3.2微电网发电预测

(1)光伏发电系统：

(1)

(2)

其中：Pn表示光伏电池在标准条件下的功率输，Tcell为光伏电池内部温度，T为电池的外部温度，NCOT模块温度指示值，S为日照强度。对光伏系统的发电功率预测根据式(1)和(2)结合环境温度、日照强度综合考虑。

(2)风力发电系统：

由公式Pw=1/2ρAV3式中，Pw为风力机功率，ρ为空气密度，A是截面面积，V是垂直吹过截面的风速，对风力发电系统发电量预测时应将发电单元的发电能力与风速、空气密度结合起来。

3.3电能质量管理

由于风力资源和太阳能资源的不确定性和波动性以及各微源子系统的运行特性使得各子系统的输出特性出现波动，从而会影响电网的电能质量。微网的电能质量主要存在电压波动和电力谐波与间谐波的问题，因此需要对微网中电能的波形质量进行在线监测，并采取相应的补偿措施。

3.4 经济调度

电力系统经济调度分为静态调度和动态调度，其中动态经济调度考虑了各时段之间的内在联系，更加符合系统的实际运行要求[15-18]。针对经济调度中存在的各种各样问题，许多优化算法及改进的算法不断涌现，如动态规划法、神经网络、遗传算法等等。其中动态规划法编程简单，但状态离散点数目多，易造成“维数灾”;神经网络具有学习能力，便于调度知识的提取，其并行处理能力能够满足实时调度的需要，但该方法需要大量的训练样本和很长的训练时间才能保证调度的效果;另外随问题规模的增大，网络的规模也将急剧增大;遗传算法在机组组合、优化调度等领域中都有成功的应用，但其自身存在的不足(局部搜索能力差、存在未成熟收敛和随机游走现象)导致算法的收敛性能差，需要很长时间才能找到最优解;粒子群优化算法是由美国社会心理学家James Kennedy和电气工程师Russell Eberhart在1999年IEEE国际神经网络会议共同提出的，其本质上是一种多代理算法，对复杂非线性问题具有较强的寻优能力，且简单通用、鲁棒性强、实现容易、精度高收敛快，在解决实际问题中具有优越性。

4分布式电源与管控平台的特点与竞争优势

(1)适合国情

构建配电网末端的分布式电源应用体系，既能有效控制对配电网的不良影响，又能实现对分布式电源电能和电力主网电能的经济高效利用，同时产权清晰，有利于今后的商业运营，更适合我国的实际情况。

(2)安全可控

产品管控的分布式电源工作在变压器的380V低压侧，提供并网控制与保护功能，对配电网的影响很小。提供并网与孤岛运行的安全切换和运行管理，确保在配电网发生停电、限电、故障时，能够保证一定时间内的持续供电，又能确保计划性检修时的安全。

(3)经济高效

产品能够实现多种分布式电源的灵活利用与协同工作，充分发挥各种分布式电源的互补优势和规模化效应。在谷段电价时进行蓄电，在峰段供电，既实现了对电网电能的经济利用，为用户节省了用电成本。

5 结束语

随着电力系统的发展，电网互联已成为一种发展的必然趋势，其中分布式电源因其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等特点，日益普遍的与大电网进行并网运行。因此，如何对各种分布式电源的并网运行进行有效的控制对现代电力系统的发展具有重要的意义。分布式发电的应用是可再生能源的发展趋势。加速发展大型分布式电源并网发电，是改变和优化电力结构的理想选择，也是可持续电力供应的理想模式。并且分布式发电的发展有利于实现电力产业的多元化，可以通过引进、研发和储备大量多元化的分布式发电技术把产业推向更高的层次，有利于分布式发电在更宽广的领域中的应用。我们有充分理由相信未来的大型输电线路和传统供电系统，必将会被洁净、小型的分布式电源所代替。