華電《微電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)》PPT培訓(xùn)課件

微電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)

223133微電網(wǎng)技術(shù)簡介

Introduction4微電網(wǎng)對配電系統(tǒng)的影響InfluencetotheDistributionSystem微電網(wǎng)標準制定Standard35微電網(wǎng)發(fā)展背景Background2微電網(wǎng)相關(guān)成果SomeAchievements微電網(wǎng)1微電網(wǎng)發(fā)展背景

Background34

我國能源資源以煤炭為主，水能豐富，石油、天然氣短缺，石油對外依存度高。人均能源資源擁有量遠低于世界平均水平?？偭空际澜绫戎厥澜缗盼凰?可開發(fā)總量，億千瓦)417%1煤炭(可采儲量，億噸)202012.6%2石油(探明儲量，億噸)231.3%10天然氣(探明儲量，萬億立方米)2.231.3%22一次能源消費嚴重依賴化石能源煤炭70.7%核電6.4%水電其他可再生18.0%石油3.9%天然氣0.3%0.8%中國能源資源現(xiàn)狀CurrentsituationofenergyresourcesinChina2009年化石燃料二氧化碳排放總量超過60億噸數(shù)據(jù)來源：IEA（2010)人均排放量已超過世界平均水平我國是世界二氧化硫排放第一大國，并已成為世界二氧化碳排放大國Chinahasbeenthelargestcountry

ofsulfurdioxideandcarbondioxideemission.2009年在全國監(jiān)測的488個城市（縣）中，出現(xiàn)酸雨的城市258個，占52.9%。數(shù)據(jù)來源：國家環(huán)境保護部2009年11月，國務(wù)院25日召開常務(wù)會議，決定到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%按照7.5%的增長速率，中國GDP總量到2020年將達74.3萬億人民幣中國GDP能耗從2005年萬元GDP的1.222噸標煤降低到2020年的0.672噸，年能耗50億噸標煤，接近美國、歐盟和日本屆時的總和如果中國的能源結(jié)構(gòu)不實行大的調(diào)整，二氧化碳排放將達到120億噸，屆時美國、歐盟、日本的排放總和為80億噸全球排放總量限額是300億噸節(jié)能減排任務(wù)艱巨，壓力大Arduousenergy-savingandemissionreductiontasks哈密蒙西江蘇沿海吉林酒泉蒙東河北千萬千瓦級風(fēng)電基地

預(yù)計2010～2020年建設(shè)哈密、酒泉、蒙西、蒙東、吉林、河北、江蘇沿海、山東沿海等千萬千瓦級風(fēng)電基地，六個集中在“三北”地區(qū)，2015年開發(fā)規(guī)模6553萬千瓦，2020年1.5億千瓦。山東中國分布式電源發(fā)展趨勢DevelopmenttrendofDistributedgenerationinChina2015年：7400萬千瓦（74GW）2020年：1.8億千瓦（180GW）91如何實現(xiàn)對大范圍接入的間歇性、波動性分布式電源（太陽能、風(fēng)能、燃氣輪機、電動汽車、分布式儲能）的有效控制？Howtoeffectivelymanagetheintermittentandfluctuantdistributedresources?2如何滿足客戶對電網(wǎng)供電可靠性、電能質(zhì)量等電力服務(wù)的各種日益提高的要求？Howtomeetthecustomers’requirementsforreliabilityandpowerquality?微電網(wǎng)Microgrid分布式能源并網(wǎng)和高效消納Connectiontothegridandhighefficiencyconsumptionfordistributedenergyresources2微電網(wǎng)技術(shù)簡介

IntroductionofMicrogrid

11定義微電網(wǎng)是在配電網(wǎng)層面將分布式能源（包括微型燃氣輪機、柴油發(fā)電機、儲能、分布式可再生能源發(fā)電等）和負荷互聯(lián)形成的一個整體，具有黑啟動能量，可運行于并網(wǎng)或孤島模式。（IEC定義）Groupofinterconnectedloadsanddistributedenergyresources(includingmicroturbines,diselturbines,storageenergy,renewableresourcesandsoon,andallkindsofdistributedenergyresources)atdistributionlevelwithdefinedelectricalboundariesthathasblackstartcapacityandcanoperateinislandmodeand/orgrid-connectedmode.（IECstandard）Definition：傳統(tǒng)電網(wǎng)微電網(wǎng)廣域內(nèi)的發(fā)、輸、配、用一體化Integrationofgeneration,transmission,distributionandusageinwidearea對分布式可再生能源的就地消納

localconsumptionofdistributedrenewableenergy可與大電網(wǎng)進行能量交換

PowerexchangewiththebiggridTraditionalgridMicrogrid12與傳統(tǒng)電網(wǎng)區(qū)別DifferencewithTraditionalGrid發(fā)展微電網(wǎng)的意義

SignificanceofMicrogrid對于大電網(wǎng)運行Forgridoperator在大電網(wǎng)故障時提高供電可靠性Improvedenergyreliabilityduringnaturalorman-madegridinterruptions更清潔的電能和更少的排放Cleanerelectricityandreducedemissions更低的供電成本Reductionofpowersupplycost對于微電網(wǎng)內(nèi)部Formicrogridowners提高可再生能源的利用率Increasetheutilizationrateofrenewableenergy平抑可再生能源發(fā)電的波動性Smooththevolatilityofrenewableenergybasedgenerators輔助服務(wù)(調(diào)頻調(diào)壓、緊急備用等)Ancillaryservices電壓無功平衡和電能質(zhì)量治理Voltage&VARbalanceandpowerqualitycontrol13關(guān)鍵技術(shù)1：分布式發(fā)電技術(shù)

DistributedGenerationDG光伏燃料電池風(fēng)電微燃機柴油發(fā)電機容量從幾十千瓦到幾十兆瓦

CapacityfromkWtoMWWindturbinePhotovoltaicFuelcellMicroturbineDieselengine14運行方式靈活

Flexibleoperationmode即插即用Plugandplay可靠性高

Highreliability清潔環(huán)保Cleanandenvironmentalfriendly15關(guān)鍵技術(shù)2：微電網(wǎng)控制與保護技術(shù)

MicrogridControlandProtection高滲透率場景下的微電網(wǎng)互聯(lián)運行的群組協(xié)調(diào)控制技術(shù)

GroupcoordinationcontrolforinterconnectedmicrogridsunderhighpermeabilityofDERs

適用于微電網(wǎng)的集中/分散控制保護裝置

Centrallized/distributedcontrollerandprotectionequipment不同供電模式下的微電網(wǎng)的孤島檢測與運行控制

IslanddetectionandcontrolforMGindifferentpowersupplymodes微電網(wǎng)的保護與主動安全控制技術(shù)

ActiveprotectionandcontroltechnologyforMGincustomerside關(guān)鍵技術(shù)3：儲能技術(shù)

EnergyStorage提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性和靈活性Improvetheeconomyandflexibilityofthemicrogrid平抑可再生能源的波動性

Restrainthevolatilityofrenewableenergy提高暫態(tài)過程中的穩(wěn)定性

Increasethestabilityduringtransientprocess鋰電池Lithiumbattery釩液流電池Vanadiumredoxflowbattery超級電容Supercapacitor電動汽車Electricvehicle電動汽車將是未來電網(wǎng)中重要的儲能形式。Theelectricvehiclewillbeaveryimporttypeofenergystorageinthegridofthefuture.16關(guān)鍵技術(shù)4：微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)MicrogridEnergyManagementSystem監(jiān)視和預(yù)測微電網(wǎng)內(nèi)各分布式電源、儲能和負荷的狀態(tài)MonitorandforcasttheDGs,energystoragesandloads17生成最優(yōu)控制策略,實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定與經(jīng)濟運行

Generatetheoptimalcontrolstrategyandrealizethestableandeconomicoperationofthemicrogrid基于直接控制的多微網(wǎng)協(xié)調(diào)Directcoordinationcontrolformicrogrids基于價格的多微網(wǎng)協(xié)調(diào)Pricebasedcoordinationformicrogrid關(guān)鍵技術(shù)5:多微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)Coordinationcontrolamangmicrogrids3微電網(wǎng)對配電系統(tǒng)的影響InfluenceofMicrogridtotheDistributionSystem19201微電網(wǎng)的接入將使配電系統(tǒng)發(fā)生根本性變化Theconnectionofmicrogridwillmakeafundamentalchangetothedistributionsystem

微電網(wǎng)的接入使配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的單向輻射型無源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槌绷麟p向流動的有源網(wǎng)絡(luò)Theconnectionofmicrogridschangesthedistributionnetworkfromaradial,passivenetworktoanactivenetworkwithbi-directionalpowerflow.配電網(wǎng)的運行、控制和保護方式將發(fā)生重大變化Theoperation,controlandprotectionmethodswillchangeremarkably.用戶側(cè)的靈活性使配電網(wǎng)的需求側(cè)管理方式發(fā)生變化Newcontentswillbeaddedtothedistributionnetworkdemandsidemanagementbecauseoftheflexibilityoftheuserside.2微電網(wǎng)的出現(xiàn)減少對配電網(wǎng)投資Theemergenceofmicrogriddecreasestheinvestmentintotheutilitygrid.

降低對配電系統(tǒng)電能的需求，減少配電網(wǎng)擴建費用Reducetheenergydemandfromthedistributionsystem,anddecreasetheexpansionfee微電網(wǎng)的削峰填谷、平衡負荷的作用，使現(xiàn)有發(fā)電輸電設(shè)備的備用減少，利用率提高。Thepeakloadshavingandloadbalancingfunctionsofthemicrogridreducethestandbyequipmentinthedistributionsystem.213微電網(wǎng)將對電力市場走向的最終格局產(chǎn)生深遠的影響Themicrogridwillhaveprofoundimpactonthefinalpatternoftheelectricitymarket電力公司和用戶之間形成新型的關(guān)系，微電網(wǎng)既可以從配電網(wǎng)購電，也可以向配電網(wǎng)出售剩余電能和相關(guān)輔助服務(wù)Newrelationshipwillbeestablishedbetweenthegridcompaniesandcustomers.微電網(wǎng)打開了電力市場的大門，整個電力市場參與者大大增加，利益關(guān)系更加復(fù)雜，競爭更加激烈，配、售電環(huán)節(jié)更加開放Themicrogridopenthedooroftheelectricitymarket.224微電網(wǎng)標準制定Standard23標準內(nèi)容231334工作進展標準啟動預(yù)期成果微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)要求（IEC國際標準）

TechnicalRequirementsforOperationandControlofMicrogrids（IECTS62898-2）2013年10月，IEC投票通過由中國主導(dǎo)制定兩項IEC微電網(wǎng)國際標準。2014年1月，IEC/TC8/WG7國內(nèi)工作組成立，該工作組致力于IEC/TS62898-1與IEC/TS62898-2兩項標準的制定與工作組組織協(xié)調(diào)工作。IEC/TS62898-1：微電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計導(dǎo)則IEC/TS62898-2：微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規(guī)范1標準啟動WG7工作組成員名單FunctionLast_NameFirst_NameNCFunctionLast_NameFirst_NameNCConvenorBieZhaohongCNMemberRochereauHervéFRMemberCammarotaAntonioITMemberSantamariaGiovannaESMemberChenZhigangCNMemberSeoJeongIlKRMemberDell'OlioGiuseppeITMemberSorokinDmitryRUMemberFunabashiToshihisaJPMemberSpillettDavidGBMemberGargAjayCAMemberSunHaoCNMemberKaestleGunnarDEMemberSweetingDavidAUMemberKhatriAmalZAMemberWangJianhuiUSMemberKomarnickiPrzemyslawDEMemberWUMingCNMemberKosslersSebastianDEMemberXuXiaohuiCNMemberLiangHuishiCNMemberYangXavierFRMemberLiuJunchengCNConvenorZhangJianhuaCNMemberMengZhaojunCNMemberZhangPingCNMemberNewburyJohnGBMemberZhengDehuaCNIEC/TC8/WG7工作組現(xiàn)有專家共28人，兩項標準的召集人分別為華北電力大學(xué)張建華教授與西安交通大學(xué)別朝紅教授。2標準內(nèi)容IEC/TS62898-1:GuidelinesforGeneralPlanningandDesignofMicrogrids《微電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計導(dǎo)則》微電網(wǎng)的建設(shè)意義以及應(yīng)用領(lǐng)域微電網(wǎng)規(guī)劃的必要性，包括資源分析、負荷預(yù)測以及分布式電源規(guī)劃微電網(wǎng)規(guī)劃階段所需滿足的要求微電網(wǎng)評估中最優(yōu)規(guī)劃方案的選擇IEC/TS62898-2:TechnicalRequirementsforOperationandControlofMicrogrids《微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規(guī)范》不同運行模式下（并網(wǎng)、孤島及隔離型微網(wǎng)）的運行要求及控制目標不同運行模式下的基本控制策略和算法不同模式下的儲能系統(tǒng)、保護系統(tǒng)以及監(jiān)測通信系統(tǒng)的運行要求微電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求3TS62898-2工作進展2013年10月2014年6月西安會議2014年11月東京會議2015年1月2015年4月南京會議2015年6月Jun.,20152015年9月斯特雷薩會議通過了兩項標準的提案，并開展相關(guān)工作。WG7專家組成員對兩項標準草案進行了討論。針對CD1初稿的反饋意見進行討論，并給出相應(yīng)答復(fù)與修改方案。遞交標準的CD1版。收集CD1版本的反饋意見并討論。遞交標準的CD2版。收集CD2版本的反饋意見并討論。標準啟動后1）成立國內(nèi)專家組，對微電網(wǎng)技術(shù)展開調(diào)研2）查閱IEC/IEEE相關(guān)標準3）密切與企業(yè)（金風(fēng)科技）合作，開展相關(guān)實驗驗證工作4）編寫標準初稿西安會后1）答復(fù)專家修改意見2）提交會議紀要3）修改標準討論稿4）提交標準修改稿5）公開征集工作組專家意見與反饋東京會后1）提交東京會議紀要2）根據(jù)專家意見修改標準3）正式提交標準CD1版本4）收集CD1版本修改意見南京會后1）提交南京會議紀要2）根據(jù)專家意見修改標準3）正式提交標準的CD2版本斯特雷薩會后1）提交斯特雷薩會議紀要2）根據(jù)專家意見修改標準3）兩個標準的聯(lián)合校訂與核對4）將于2016年2月提交CD3版本工作完成情況2015年1月CD12015年5月CD22016年2月CD3DTS標準進程投票修改發(fā)布與法國電力公司合作CollaborationwithEDF2014年9月18日與2015年3月19日，法電代表參觀北京金風(fēng)科技集團，并討論IECTS62898相關(guān)事宜。2015年9月28日，華電及金風(fēng)相關(guān)代表參觀法國電力公司并進行技術(shù)交流。與TC8/MT62749合作CollaborationwithTC8/MT627492015年6月TC8/WG7南京工作組會議，WG7工作組專家與MT62749工作組專家進行交流并探討微電網(wǎng)電能質(zhì)量問題。與新加坡電力公司合作CollaborationwithSPG2014年11月在東京IEC全體會議上與新加坡IEC委員會主席進行交流并商討開展后續(xù)合作。國際合作近期工作

2016年2月遞交兩項標準的CD3版本。2016年組織協(xié)調(diào)專家組在丹麥召開國際工作組會議根據(jù)WG7專家組成員的意見及反饋，遞交標準的DTS版本。預(yù)期成果

2016年2月發(fā)布CD3版本DTS版本投票通過，由IEC正式發(fā)布兩項標準4預(yù)期成果33微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)要求（能源20150634）簡介1范圍2參考標準3術(shù)語定義4運行模式及模式切換要求4.1概述4.2非隔離型微電網(wǎng)的并網(wǎng)運行模式4.3非隔離型微電網(wǎng)的孤島運行模式4.4非隔離型微電網(wǎng)的模式切換4.5隔離型微電網(wǎng)運行要求

4.2.1電壓響應(yīng)特性4.2.2頻率響應(yīng)特性

4.3.1電壓響應(yīng)特性

4.3.2頻率響應(yīng)特性

4.4.1通則

4.4.2并網(wǎng)模式轉(zhuǎn)孤島模式

4.4.3孤島模式轉(zhuǎn)并網(wǎng)模式4.5.1通則

4.5.2隔離型微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

4.5.3電壓響應(yīng)特性

4.5.4頻率響應(yīng)特性345微電網(wǎng)的控制要求5.1概述5.2非隔離型微電網(wǎng)并網(wǎng)模式的運行控制5.3非隔離型微電網(wǎng)孤島模式的運行控制5.4隔離型微電網(wǎng)的運行控制6通信與監(jiān)測要求6.1概述6.2微電網(wǎng)的通信6.3分布式電源的監(jiān)測6.4非隔離型微電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的監(jiān)測6.5隔離型微電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備的監(jiān)測7儲能系統(tǒng)要求7.1概述7.2并網(wǎng)模式的要求7.3孤島模式的要求7.4模式切換要求7.5隔離型微電網(wǎng)的要求7.6儲能管理系統(tǒng)5.2.1有功控制與頻率管理5.2.2無功控制與電壓管理6.2.1微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的通信6.2.2微電網(wǎng)內(nèi)部的通信358微電網(wǎng)保護要求8.1概述8.2微電網(wǎng)線路保護8.3微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的保護8.4微電網(wǎng)內(nèi)變壓器的保護8.5重合閘和同期問題8.6公共連接點的保護8.7過電壓保護8.8過電流保護8.11故障清除能力9微電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電磁兼容（EMC）9.1非隔離型微電網(wǎng)電能質(zhì)量要求9.2隔離型微電網(wǎng)電能質(zhì)量要求9.3微電網(wǎng)的電磁兼容要求10微電網(wǎng)維護和測試10.1維修10.2測試附錄

8.2.1并網(wǎng)模式線路保護8.2.2孤島模式線路保護8.2.3隔離型微電網(wǎng)線路保護

8.3.1低壓穿越要求

8.3.2高壓穿越要求8.5.1重合閘8.5.2同期8.6.1電壓保護8.6.2頻率保護8.6.3逆功率保護5微電網(wǎng)相關(guān)成果IntroductionofSomeAchievements

3637/243.微網(wǎng)協(xié)調(diào)、運行和控制技術(shù)的研究計及分布式電源配電網(wǎng)隨機潮流的穩(wěn)態(tài)分析研究微網(wǎng)并網(wǎng)運行的暫態(tài)仿真模型研究微網(wǎng)電壓/無功優(yōu)化控制的方案研究微網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測和協(xié)調(diào)控制可行性研究2.微網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)的研究微網(wǎng)運行對接入配電網(wǎng)的影響研究微網(wǎng)機組并網(wǎng)技術(shù)與方式1.微網(wǎng)運行保護技術(shù)的研究微網(wǎng)并網(wǎng)對短路容量的影響微網(wǎng)運行繼電保護特性研究微網(wǎng)并網(wǎng)后保護系統(tǒng)擬解決的關(guān)鍵問題

國家863計劃：微型電網(wǎng)并網(wǎng)、控制和保護技術(shù)（2008AA05Z216）國家863計劃：多類型新能源發(fā)電綜合消納的關(guān)鍵技術(shù)（2012AA050201）38含新能源的電網(wǎng)復(fù)雜性特征綜合規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化調(diào)度與互補運行關(guān)鍵技術(shù)研究高可靠性繼電保護系統(tǒng)研究安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制體系研究防災(zāi)技術(shù)及應(yīng)急機制研究實時數(shù)字仿真研究示范系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)調(diào)度運行系統(tǒng)自適應(yīng)電流保護裝置安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)風(fēng)險評估系統(tǒng)EMS接口AVC改造AGC改造風(fēng)電功率預(yù)測光伏功率預(yù)測PMU狀態(tài)估計微電網(wǎng)環(huán)境下電動汽車與可再生能源的協(xié)同增效機理與優(yōu)化方法

國家自然科學(xué)基金（51277067）39典型集成模式及效益評價指標體系充電負荷的隨機性及充放電設(shè)施的可控性電動汽車與可再生能源間的資源和能量利用策略充放電設(shè)施與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化配置方法充放電設(shè)施與可再生能源發(fā)電的優(yōu)化調(diào)度方法充放電設(shè)施與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化配置充放電設(shè)施與可再生能源發(fā)電的優(yōu)化調(diào)度方法直流集成模式國家863計劃：基于分布式能源的用戶側(cè)智能微電網(wǎng)（2014AA052001）40溫帶高原山地季風(fēng)氣候家庭/小區(qū)無峰谷/有階梯電價云南昆明亞熱帶季風(fēng)氣候家庭/小區(qū)無峰谷/有階梯電價廣東廣州亞熱帶季風(fēng)氣候工業(yè)用戶有峰谷/有階梯電價廣東東莞亞熱帶季風(fēng)氣候商業(yè)辦公和商業(yè)住宅有峰谷/有階梯電價廣東深圳微電網(wǎng)環(huán)境下低成本的分布式電源功率預(yù)測與用戶負荷預(yù)測技術(shù)多類型用戶的互動用電行為特性及能耗分析方法

Loadcharacteristicsandlossanalysismethod面向多類型用戶的微電網(wǎng)優(yōu)化運行與能量管理技術(shù)

Optimaloperationandefficiencymanagement低成本嵌入式的用戶能效管理終端

Lowcost&plug-interminalunitforcustomerefficiencymanagement國家支撐計劃

規(guī)?；∷娙号c風(fēng)光氣發(fā)電聯(lián)合運行控制關(guān)鍵技術(shù)研究及示范42通過依托貴州小水電群，結(jié)合電網(wǎng)自身特點，開展規(guī)?；∷娙号c風(fēng)光氣發(fā)電聯(lián)合運行控制等關(guān)鍵技術(shù)的示范應(yīng)用，實現(xiàn)貴州省級電網(wǎng)與地區(qū)電網(wǎng)多個層面上能源互補的經(jīng)濟優(yōu)化運行，以提高風(fēng)、光、水、氣等多種能源綜合利用效率，為清潔能源并網(wǎng)和能源安全高效綜合利用提供技術(shù)支撐。電站有功快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)平臺金風(fēng)科技多能互補智能微電網(wǎng)示范工程43亮點超級電容器參與擾動平抑、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)以及優(yōu)化微電網(wǎng)運行；Restrainingdisturbance,adjustingthepowerqualityandoptimizingthemicrogridoperationbysupercapacity微電網(wǎng)運行方式的自動辨識及最優(yōu)策略控制，實現(xiàn)經(jīng)濟目標最大化；Realizingtheoptimaleconomicobjectionbyauto-identificationandoptimalcontrolstrategyofmicrogridoperation靈活提供客戶定制的系統(tǒng)運行方式和控制策略。Flexibleprovidingsystemoperationandcontrolstrategybasedonclientdemands44效益每年可為社會貢獻約260萬度綠色電力，節(jié)約近1050噸標準煤，減排約2592噸CO2、4.16噸SO2以及近520噸粉塵。Saving2.6millionkwhofgreenpower,nearly1050tonsofstandardcoal,about2592tonsofCO2emissions,4.16tonsofCO2emissionsand520tonsofdust45寧夏嘉澤工業(yè)園微電網(wǎng)項目

JiazeIndustrialParkMicrogridSysteminNingxiaProvince微電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)控系統(tǒng)

MicrogridTransientStabilityControlSystem隨著可在能源發(fā)電量逐漸增加，其波動性對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響越來越大，微電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)可以在可再生能源發(fā)電發(fā)生波動時維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。WiththeincreaseoftherenewableenergybasedDGs’output,thevolatilitywillimpactthestabilityofthemicrogird.Themicrogridtransientstabilitycontrolsystemcanmaintainthestabilityduringthetransientprocess.4623133綜合能量管理平臺綜合能源系統(tǒng)-背景國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀綜合能源系統(tǒng)–能源互聯(lián)網(wǎng)1背景

Background48--周孝信院士2

國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

54552008年，美國

國家科學(xué)基金項目“未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)”(thefuturerenewableelectricenergydeliveryandmanagementsystem,FREEDMsystem)，旨在研究一種構(gòu)建在可再生能源發(fā)電和分布式儲能裝置基礎(chǔ)上的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

2008年，德國

聯(lián)邦經(jīng)濟與技術(shù)部在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上推出的一個技術(shù)創(chuàng)新促進計劃E-Energy，在信息通信技術(shù)（ICT，informationandcommunicationtechnology）的基礎(chǔ)上，將可再生能源集成到未來的能源網(wǎng)絡(luò)中，開發(fā)并測試能源互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，推動企業(yè)或地區(qū)積極參與創(chuàng)建高效的能源系統(tǒng)。56

德國在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》提出“工業(yè)4.0”。綜合運用信息物理系統(tǒng)(CPS，CyberPhysicialSystem)將資源、信息、物品和人進行互聯(lián)，將這種服務(wù)模式用于工業(yè)領(lǐng)域．促進制造業(yè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。其物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、無線傳感等關(guān)鍵技術(shù)將給能源互聯(lián)網(wǎng)帶來借鑒。

瑞士

聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)的能量路由器（EnergyHub），由集線器的概念引申而來，起到能源的轉(zhuǎn)換、傳遞、存儲等功能?！癊nergyHub”上的端口分為輸入和輸出兩種，輸入側(cè)一部分為從配網(wǎng)流入Hub的電量及其它能源形式，輸出側(cè)一部分為供給各種負荷(電、熱、冷、氣)用的不同形式的能量。57跨國或跨洲廣域能源互聯(lián)網(wǎng)跨區(qū)域的國家能源互聯(lián)網(wǎng)城市和地區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)及跨園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)Source：CEPRI綜合能源系統(tǒng)-能源互聯(lián)網(wǎng)-按能源區(qū)域劃分廣域型能源互聯(lián)網(wǎng)：以跨國、跨區(qū)域高壓骨干電網(wǎng)為核心與紐帶，以大規(guī)模輸送可再生能源為主要目的，可以實現(xiàn)跨國、跨洲或全國跨區(qū)域的大型能源基地的可再生能源生產(chǎn)、傳輸及交易，具有廣域資源優(yōu)化配置和需求調(diào)節(jié)能力，是解決可持續(xù)能源供應(yīng)的重要手段。地域型能源互聯(lián)網(wǎng)：以園區(qū)或跨園區(qū)配電網(wǎng)為核心與紐帶，以高效消納可再生能源為主要目的，由供電電源、分布式能源、儲能元件、負荷等構(gòu)成的微能源網(wǎng)。利用互聯(lián)網(wǎng)思維及可再生能源技術(shù)、智能微電網(wǎng)技術(shù)、先進信息通訊技術(shù)，構(gòu)建的多種類型能源高效利用和多元化主體參與的地域性能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。廣域能源互聯(lián)網(wǎng)地域能源互聯(lián)網(wǎng)583綜合能量管理平臺

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綜合管控園區(qū)內(nèi)能源端、負荷端的能源流、信息流、業(yè)務(wù)流，最大限度開發(fā)和利用可再生能源、提高能源綜合利用效率,以及向用戶提供經(jīng)濟最優(yōu)、安全可靠、方便快捷的能源服務(wù)。園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)綜合能量管理平臺架構(gòu)圖綜合能量管理平臺61綜合能量管理平臺621.立體信息感知1、立體信息感知主要實現(xiàn)對電網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)、交通、用戶和氣象甚至生產(chǎn)調(diào)度等信息進行全方位監(jiān)測采集，得到完整的園區(qū)數(shù)據(jù)信息。2、信息感知信息的最終來源主要依靠園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)中的底層智能傳感設(shè)備，包括各類智能量測表計、智能傳感器以及負責(zé)信息匯總的集中器等。63立體信息感知–供能側(cè)64立體信息感知–用能側(cè)652.智能通信與信息系統(tǒng)66智能通信與信息系統(tǒng)通信方式靈活可選：光纖，射頻，GPRS，4G網(wǎng)絡(luò)等。通信標準：IEC61850，Modbus。1、除了選擇合適的通信方式外，如何實現(xiàn)對大量異構(gòu)數(shù)據(jù)的有效處理、高效利用和充分挖掘數(shù)據(jù)的潛在特征是一大難點2、應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)和云計算技術(shù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度挖掘和高效利用，為園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理平臺的上層應(yīng)用提供安全、全面、可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，以實現(xiàn)能源及負荷預(yù)測、多能源優(yōu)化調(diào)度、智能需求響應(yīng)、分布式電源及電動汽車充電設(shè)施監(jiān)測與運維、節(jié)能服務(wù)、互動用電、電能交易、新能源配額交易等多種新型業(yè)務(wù)。67

云計算夠通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地、按需、便捷地獲取計算資源(包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)等)并提高其可用性的模式。

在園區(qū)型能源互聯(lián)網(wǎng)中能獲得更廣泛的應(yīng)用，它將原本分散的資源聚集起來，再以服務(wù)的形式提供給受眾，實現(xiàn)集團化運作、集約化發(fā)展、精益化管理、標準化建設(shè)。1、異構(gòu)資源的集成與管理；2、海量數(shù)據(jù)的分布式存儲與管理；3、快速的多能源系統(tǒng)并行計算與分析。智能通信與信息系統(tǒng)云計算683.能量及負荷預(yù)測歷史數(shù)據(jù)-預(yù)測模型-預(yù)測算法-預(yù)測結(jié)果-預(yù)測精度指標驗證69能量及負荷預(yù)測電、熱、氣負荷分類負荷影響因素采集負荷預(yù)測模型搭建預(yù)測模型搭建70（1）環(huán)境信息采集（2）狀態(tài)信息采集預(yù)測信息采集能量及負荷預(yù)測園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)負荷具有多能源與多形式的特點，主要分為電、冷、熱、水及燃氣負荷，各種負荷性質(zhì)不同，所需的輸入數(shù)據(jù)不同，可歸納為環(huán)境信息和狀態(tài)信息兩類。714.多能源優(yōu)化調(diào)度電力天然氣熱力園區(qū)A園區(qū)B微網(wǎng)A微網(wǎng)C微網(wǎng)B光伏發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)……充電站多類型儲能供熱系統(tǒng)供冷系統(tǒng)供氣系統(tǒng)電網(wǎng)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)多能互補、協(xié)同優(yōu)化調(diào)度示意圖多能源優(yōu)化調(diào)度園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度框架1、多能源優(yōu)化調(diào)度模塊負責(zé)對園區(qū)型能源互聯(lián)網(wǎng)中的多種能源進行綜合優(yōu)化調(diào)度。2、以能量及負荷預(yù)測信息和設(shè)備運行狀態(tài)作為輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶的需求或能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)優(yōu)化目的構(gòu)造相應(yīng)的目標函數(shù)，選擇適當?shù)膬?yōu)化算法進行求解，生成多能源的優(yōu)化控制策略，完成對能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)供能、儲能和負荷設(shè)備的最優(yōu)控制。多能源優(yōu)化調(diào)度分層式優(yōu)化管理模式園區(qū)與配電網(wǎng)集中管理多微網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度單微網(wǎng)自律優(yōu)化調(diào)度分布式電源就地控制新型能量管理模式分層優(yōu)化分布式優(yōu)化高維非線性優(yōu)化模型--“分層優(yōu)化”和“分布式優(yōu)化”策略多能源優(yōu)化調(diào)度（1）園區(qū)層優(yōu)化調(diào)度分層式優(yōu)化管理模式（2）單微網(wǎng)層優(yōu)化調(diào)度園區(qū)級優(yōu)化管理：從園區(qū)層面協(xié)調(diào)園區(qū)內(nèi)多個微網(wǎng)間的優(yōu)化問題以及能源互聯(lián)網(wǎng)與配電網(wǎng)間的問題單區(qū)域自治管理：實現(xiàn)單個微網(wǎng)內(nèi)部的分布式電源、負荷、儲能等設(shè)備間的能量優(yōu)化控制分布式自律優(yōu)化管理模式1、集中式優(yōu)化調(diào)度模式難以為繼，分散式優(yōu)化調(diào)度應(yīng)運而生，它具有即插即用和自愈的特性，是多設(shè)備優(yōu)化調(diào)度的理想方式。2、多個微網(wǎng)進行對等的信息交互，且具有自治運行的能力，基于博弈論的思想，實現(xiàn)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的最優(yōu)運行。多能源優(yōu)化調(diào)度智能保護