高渗透率下大电网应对微网接入的策略.pdf

第34卷第1期Vol.34No.1
2010年1月10日Jan.10,2010

高渗透率下大电网应对微网接入的策略

撖奥洋1,邓星1,文明浩1,李惠宇2,陈晓燕3
(1.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市430074;2.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,
江苏省南京市210003;3.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司(武汉院区),湖北省武汉市430074)

摘要:分析了高渗透率微网接入对大电网的安全稳定性、电能质量、调度运行等方面的影响。从大
电网与微网的作用机理、优化规划、运行策略、继电保护及电能交易模式等方面进行研究探讨,明确
微网大规模接入电力系统后给大电网带来的关键问题,提出大电网应对微网接入策略的框架结构
和主要研究内容。
关键词:大电网;微网;运行控制;保护;规划设计;交易模式

0引言的功率交换特性复杂,交换功率水平波动范围大,具
有间歇性和不可预知性,大规模的微网接入势必会
电力工业长期采用集中大容量发电、远距离输
对大电网的电压、频率和功角稳定性造成影响[125]。
配电的电力生产模式。这种生产模式需消耗大量的
微网中电源设备多样、控制策略灵活,微网对大电网
一次化石能源,并带来环境污染、土地资源紧张等一
呈现的电气特性复杂,传统的电网调度运行方法受
系列问题。微网(microgrid)作为一种新型电力技
到严重挑战[6]。微网接入大电网尤其是配电网中,
术通过构建分布式小型或微型发电系统为太阳
,,使配电系统由原来单一电能分配的角色转变为集电
能、风能、生物质能等可再生能源以及天然气、氢气
能收集、电能传输、电能存储和电能分配为一体的新
等环境友好型能源的综合利用提供了一种有效的技
型电力交换系统,原有的将配电系统作为无源系统
术手段。微网与大电网的高效稳定运行,是能否解
进行规划的方法已不再适应新环境下的系统规划要
决中国能源短缺、能源安全以及环境保护等方面问
求[7210]。微网并入大电网后,将从根本上改变大电
题的关键,针对高渗透率微网接入的大电网,进行相
网网架结构,使得大电网系统故障后的电气量特征
关技术研究具有重要的理论意义和实用价值。
发生巨大变化,从而传统的故障检测方法和继电保
微网是一个以分布式发电(DG)为基础的复杂
护模式难以满足电网运行安全要求[11214]。微网的接
供能网络,相对于大电网存在着并网运行、大电网故
入对电力市场也产生了深刻的影响:一方面,用户可
障时解列孤岛运行、重新并网等多种运行状态。微
以从电力公司买电,也可以将自己拥有的DG的剩
网的大规模接入必将对大电网的稳态潮流分布、暂
余电能卖给电力公司或为电力公司有偿提供削峰、
态故障特性产生重大影响,给大电网的规划设计、调
紧急功率支持等服务;另一方面,微网并网运行时参
度运行和保护控制及紧急控制方案等方面带来新的
与主网竞争,必将对原有的电力市场交易模式产生
问题有必要开展大电网应对微网的策略体系研究。
,影响[15217]。
其研究内容和成果将为大电网的安全稳定、微网自
综上所述,微网的接入,已经对大电网在电气领
身的规划建设和并网优化运行提供理论指导,对中
域的各个方面造成了深刻的影响,其中大量的理论
国大电网应对微网接入制订相关的技术标准和运行
和技术问题已经成为制约微网进一步发展和应用的
规范提供实验依据。
重要技术屏障,亟待解决。
1微网接入对大电网的影响
2大电网应对微网接入的关键问题
微网中的分布式电源(DR)利用大量的风能、太
从构建微网技术理论框架的角度出发,通过分
阳能和生物能等可再生资源,能量的输出受地理情
析现有国内外学者在此课题的研究方向和成果,可
况、天气和气候等外界因素影响,导致微网与大电网
以得出,在探讨大电网应对微网接入的策略方面,有
待开展研究的有以下几个关键问题。
收稿日期:2009209227。211大电网与微网相互作用的机理
国家电网公司科技项目/微网技术体系研究0。微网接入大电网后,将对大电网的规划、运行、
)78)
#智能电网研究)))微网技术专题#撖奥洋,等高渗透率下大电网应对微网接入的策略

保护等方面带来深刻影响。开展微网与大电网相互一电能分配的角色。因此,微网的接入势必会对传
作用的研究,对揭示二者相互影响的作用规律及机统的配电系统规划产生巨大的影响,原有的将配电
理,进而提出微网与大电网在规划、运行、保护等方系统作为无源系统进行规划的方法已不再适应新环
面的改进措施具有重要意义,能够为新型电网系统境下系统规划的要求。在对新型电力网络进行规划
进行的技术升级和改造提供有力的理论依据。设计时,主要的问题和有待研究的内容为:
在微网和大电网并联运行中,微网对大电网所1)对于配电系统来说,微网可以看成一个/负
表现的电气特性较复杂。研究微网