【文章內(nèi)容簡介】 件，使電壓幅值、頻率、相位與電網(wǎng)參數(shù)相匹配后再并入電網(wǎng)，同時可利用功率變換器件的可控性來實現(xiàn)不同的控制方式。因此，我們可以得到微電源模塊簡化圖如圖 所示。分布式電源TV整流器逆變器TAPLL輸入轉矩調(diào)節(jié)勵磁調(diào)節(jié)圖 微電源模塊簡化圖定功率控制定電壓控制微網(wǎng)中微電源模塊的控制方式主要有 2 種：定功率控制和定電壓控制[14]。在定功率控制方式下，分布式電源向系統(tǒng)注入額定數(shù)值的有功和無功功率，如圖 所示。在定電壓控制方式下，逆變器利用反饋電壓以調(diào)節(jié)交流側電壓來保證電壓的穩(wěn)定，如圖 所示。圖 ，圖 中，TV 為電壓互感器，TA 為電流互感器，Pdef 和 Qdef 為輸出有功和無功的整定值，Uddef 為電壓控制的整定值，PLL 為鎖相環(huán)。4華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文 +PdefQdef+_+PIPIIddqabc_PWM發(fā)生器逆變器sin,cosTVTAPLLIqUddqdqabcabcIabcsin,cosUabcUddef_+0PIUd圖 恒定輸出功率控制原理圖dq PWMabc 發(fā)生器dqabc圖 恒定電壓控制原理圖逆變器sin,cosUabcTVPLL微網(wǎng)中，電源總供給功率和負荷總需求功率都是動態(tài)變化的，并不是每刻都能達到供需平衡。當電源總發(fā)電功率與負荷總需求功率不平衡時，則由儲能系統(tǒng)吸收系統(tǒng)多余的能量或釋放能量彌補系統(tǒng)能量的不足。因此，儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中是必須的，如果沒有了儲能系統(tǒng)，微網(wǎng)就不能在自治運行時達到安全、高效、可靠的要求，也就不能盡可能的接入分布式電源和向負荷供給高質(zhì)量的電能。如今，儲能方式有許多種，各種方式的性能也是各異。需要研究根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的需求來選擇儲能方式。（4）微網(wǎng)的運行模式外部無故障時，微網(wǎng)與主網(wǎng)（配電網(wǎng)）連接，這種運行狀態(tài)稱為聯(lián)網(wǎng)運行。外部故障時，微網(wǎng)與主網(wǎng)解列，這種運行方式稱為孤島運行。聯(lián)網(wǎng)運行時，微網(wǎng)中負荷的5華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文 能量由主網(wǎng)提供。孤島運行時，主網(wǎng)無法再為微網(wǎng)提供能量，則微網(wǎng)中的微電源開始工作，以保證微網(wǎng)中重要負荷的供能。 微電網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀微網(wǎng)提出后，各國都積極對其展開了研究并取得了一定的成果。美國威斯康辛大學于 2003 年建成了一個總容量約為 80kVA 的微網(wǎng)實驗室。勞倫斯伯克利國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室主要開展了微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）的研究。 2005 年，美國能源部提出了微網(wǎng)研究發(fā)展的路線圖。在歐洲，歐盟七個國家、十四個組織合作開展了自 2002 年啟動至 2005 年結束的MicroGrid 計劃，資助金額達 歐元，繼而開展了有 11 個國家、22 個組織參與的More MicroGrid 計劃，資助金額達 8M 歐元。德國太陽能研究所（ISET）建成的微網(wǎng)實驗室規(guī)模最大，容量達 200kVA，并安裝了簡單的能量管理系統(tǒng)。日本在 The New Energy and Industrial Technology Development Organization（NEDO）組織下，將建設 Kyoto Project, Aichi Project, Hachinohe Project 等微網(wǎng)項目。表 列出了一些國外的微電網(wǎng)研究成果[1519]。表 國外微網(wǎng)研究比較研究機構建立時間 系統(tǒng)容量電壓等級能源芬蘭 Fampere 工業(yè)大學希臘雅典工業(yè)大學歐盟微電網(wǎng)實驗室20052002200296 kW80 kW210 kW400 V400 V400 V太陽能電池、蓄電池微燃機、太陽能電池、燃料電池、飛輪儲能燃料電池、微燃機、飛輪儲能、蓄電池加拿大多倫多大學2005 MW 柴油/汽輪機目前，我國對微網(wǎng)也很重視，很多學校和研究機構開展相關的理論研究工作。2009年 3 月 26 日至 27 日，在國網(wǎng)電力科學研究院召開了“微網(wǎng)技術體系研究”第一次工作會議。來自國網(wǎng)電力科學研究院、中國電力科學研究院、中國科學院電工研究所、清華大學、華中科技大學、河海大學、東南大學到課題負責人及相關人員與會討論了微網(wǎng)定義以及一些基礎理論，中國對于微網(wǎng)還處于概念設計的層次。6華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文 微網(wǎng)的意義與前景微網(wǎng)從系統(tǒng)觀點看問題，將發(fā)電機、負荷、儲能裝置及控制裝置等結合，形成一個單一可控的單元，同時向用戶供給電能和熱能。微網(wǎng)既可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行，也可在電網(wǎng)故障或需要時與主網(wǎng)斷開單獨運行。它扮演雙重角色：對于公共電力，微網(wǎng)可看作電力系統(tǒng)可控的“細胞”，如：它可被控制為一個可調(diào)度負荷，在數(shù)秒內(nèi)做出響應以滿足傳輸系統(tǒng)的需要；對于用戶，微網(wǎng)可作為一個可定制電源來滿足用戶多樣化的需求，如：支持當?shù)仉妷?，增強局部供電可靠性，作為不可中斷電源，或提供電壓下陷的校正等。微網(wǎng)具有靈活的可調(diào)度性且可適時向大電網(wǎng)提供有力支撐。在接入問題上，微網(wǎng)的入網(wǎng)標準只針對微網(wǎng)與大電網(wǎng)的公共連接點（PCC），而不針對各個具體的微電源。微網(wǎng)不僅解決了分布式電源的大規(guī)模接入問題，充分發(fā)揮了分布式電源的各項優(yōu)勢，還為用戶帶來了其他多方面的效益。微網(wǎng)具有可靠性高，污染少，安裝地點靈活，能源利用率高等優(yōu)點，有效解決了大型集中電網(wǎng)的許多潛在問題。無疑，微網(wǎng)將成為未來大電網(wǎng)的有效支撐和有力補充，是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。 儲能技術概述及意義到目前為止，人們已經(jīng)開發(fā)了多種形式的儲能方式，主要分為化學儲能和物理儲能[20]?；瘜W儲能主要有蓄電池儲能和電容器儲能，物理儲能主要有飛輪儲能、抽水蓄能、超導儲能和壓縮空氣儲能。 儲能技術的種類和特點（1）飛輪儲能技術飛輪儲能技術是一種機械儲能方式。近年來，由于電力電子學、高強度的碳纖維材料、低損耗磁懸浮軸承三方面技術的發(fā)展，飛輪儲能得以快速發(fā)展[21]。圖 是飛輪儲能的原理圖[22]，外部輸入的電能通過電力電子裝置驅(qū)動電動機旋轉從而帶動飛輪旋轉將電能儲存為機械能；當需要釋放能量時，飛輪帶動發(fā)電機旋轉，將動能變換為電能，電力電子裝置將對輸出電能的頻率和電壓進行變換以滿足負載的要求。飛輪儲能基本結構一般由 5 個部分組成：飛輪轉子、軸承、電動機/發(fā)電機、電7華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文 力轉換器、真空室。另外，飛輪儲能裝置中還必須加入監(jiān)測系統(tǒng)以監(jiān)測飛輪的位置、電機參數(shù)、振動和轉速、真空度等運行參數(shù)。能量電力電子輸入設備電動機飛 輪發(fā)電機電力電子輸出設備 能量輸入電能機械能 飛輪儲能原理圖電能輸出由于飛輪儲能具有壽命長、效率高、高儲能量、充電快捷、充放電次數(shù)無限、建設周期短、對環(huán)境無污染等優(yōu)點，故其在微網(wǎng)中有著廣闊的應用前景。在風電