关键字 |
| 微电网、智能电网、分布式发电、微源模拟器。 |
介绍 |
| 分布式发电(DG)获得了增加人气在能源行业主要受气候变化和能源安全的担忧上升。此外,缺乏足够的能源资源,提高公众意识在减少污染气体排放和电力市场的自由化也产生了DG的使用。这将创建智能电网的概念和芯片。智能电网的潜在的经济和环境效益包括技术投资,导致就业机会,减少二氧化碳的排放水平,员工发展和智能电网作为一个经济发展toolSmart微电网是一种先进的基于面向服务的体系架构框架forintegrating微电网建模、监测和控制,如图1所示 |
| 鉴于智能电网概念的重要性对构建一个可持续的电力系统,研究人员提出了许多创新的概念。然而,至关重要的第一个测试提出的概念在实验室水平,才能充分实现真正的系统。在这方面,综述了智能电网特性和还描述了在芯片实验室设施可雷竞技苹果下载用。 |
智能电网系统 |
| 我。智能电网的要求: |
| 智能电网是互连的网络信息和通讯技术(ICT)和电力网络。ICT起着根本性作用的有效部署的成功实现智能电网的概念。智能电网的主要挑战之一是目前传统的无源网络升级到未来具有双向通信功能的有源网络。最近的研究表明,积极的网络是成本效益和巨大的潜力来提高整个系统的利用率。 |
| 所必需的关键需求,使目前的分销网络的基本变化如下。 |
| 答:自愈电网 |
| 1。网络高可靠性和固有的安全水平。 |
| 2。分散控制和广泛使用的传感器和测量设备。 |
| b .经济网格 |
| 1 .Optimum资产的使用和应用需求反应和需求侧管理的概念 |
| 2。无等级分布的分布式发电的电力生产和使用由消费者驱动的。 |
| 3所示。大量使用网络自动化,减少人工干预。 |
| c .低碳网络 |
| 1。集成多种能源资源。 |
| 2。电气化运输部门。 |
| 3所示。污染和二氧化碳排放的管理。 |
| d .双向沟通,推进软件 |
| 1。智能设备传输信息在一个双向通信通路。 |
| 2。智能电网的一个关键方面是它使用相同的信息技术,使消费者和效用之间的双向通信。 |
| 此外,重要的是要强调,未来的智能电网系统的设计应该低损耗和环境方面的考虑。 |
| 二世。传统的网络向智能电网: |
| 智能电网双向数据通信也并不担心双向功率流的能力。网络可能包含成千上万的小型生产商和电力零售卖家。例如,消费者可以进入电力市场通过出售DG所产生的多余的能量(如太阳能光伏)网格。因此,在智能电网中,两个新的网络设想即: |
| 1 .Islanded分销网络(微) |
| 2。虚拟配电公司(虚拟效用)或(虚拟电力市场) |
| 事实上,虚拟电力市场模型在概念上类似于互联网。能源生产从任何来源,无论生产风格,传统的发电机或可再生能源,是否供应和消耗在网络的任何地方。显然,使用先进的信息通信技术实现这样一个复杂的系统是必不可少的。分散的智能电网结构和传统的等级电网图2和图3所示,分别。表1显示了比较传统的电力系统启用了未来信息通信技术的智能电网。建立一个全面的智能分销网络的主要挑战应该考虑以下。 |
| 1。智能传感器的安装和调试(智能计量)分销网络的所有关键元素,使双向沟通 |
| 2。集成和同步先进的计量基础设施(AMI)系统与其他集中的软件应用程序(后端)。 |
| 3所示。门户服务订阅(前端)和企业资源规划系统和语音服务用户。 |
| 4所示。安装智能实时故障检测系统。 |
| 5。住宅消费需求对电价信号。 |
| 6。集成低压控制和监测高压系统,如SCADA实时控制 |
微电网研究和智能电网项目 |
| 广泛的研究是必要的为了实现进化聪明灵活的分销网络和智能操作和网络控制。财团电可靠性技术解决方案(组)成立于美国电力系统可靠性的新兴技术、经济、regulatory-institutional和环境的影响。使用分布式发电(DG)迅速增加了潜在的好处。这些好处包括减少输电和配电损失,提高传输和分销能力,改善电压概要和电能质量系统。一个孤岛效应检测实验室规模的电力系统已经实现在Cookeville田纳西理工大学,美国。不管这种做法是蓄意的还是无意的孤岛效应模式进行了调查和报告参考。 |
| 在欧洲,微电网项目已经安装或扩大在不同的实验室。单相实验室系统在雅典国立技术大学的设计(发表),设计模块化供应系统(DeMoTec)中心供应太阳能技术研究所(ISET),和一般测试网站DER和飞轮由曼彻斯特大学。这些项目涉及实验室尺度上微操作和模拟。多代理系统(MAS),可控负载,以及监测和控制系统实现了发表。MAS的应用包括四个代理,包括:生产单位,消费单位,电力系统,微电网中央控制器(MGCC)。DeMoTec促进设计、开发和演示的系统利用可再生能源和能源的合理使用。可以获得更多的信息。 |
| 在日本,新能源和工业技术发展组织(NEDO)和经济贸易和工业已经开始三个示范项目在区域电网和可再生能源资源。青森县的网站,爱知和《京都议定书》,这些项目的主要成就是最佳操作和控制系统的发展。尽管微电网技术的可行性测试在多个作实地试验示范项目明显的经济和环境效益的技术并没有被证实。 |
| 研究从文学作品通常讨论智能电网发展的实验室设施。它关注的通信以及电力系统控制和分布式发电和集中的电网之间的互联。普遍的监测、保护和控制单元(UMPCUs)类似于智能电子设备(ied)安装在每个组件的一个网格为了收集信息数据,如连接,设备模型和测量。以太网基础设施和IEC61850的两个标准实现改善响应时间在智能电网的自动化系统。IEC61850是一个协议在变电站通信网络和系统标准旨在取代传统的串行通信协议。IEC61850的好处包括支持更先进的保护功能通过使用直接在现有站总线设备之间的数据交换。 |
| 1 .Lower与自描述的设备安装和维护成本,减少手动配置。 |
| 2。使用现成的TCP / IP通信基础设施和以太网技术。 |
| 3所示。工程和调试工作标准化模型和命名约定,消除了手动映射I / O信号的电力系统变量。 |
| 4所示。更低的成本和标准化的设备配置和部署设备配置文件。 |
| 5。部署传感器通过一个高速的过程总线,使共享仪器设备之间的信号。 |
| 此外,联邦科学与工业研究组织(CSIRO)能量转换旗舰在澳大利亚试图调查潜在问题孤立运行的微电网从公用电网的观点。最著名和最重要的问题之一在微电网控制生产和消费之间的平衡,在参考讨论。这个问题将变得明显时,能量从间歇性的可再生能源驱动的出口输出,如图4所示 |
| 能源管理和运营规划PV-Based活跃的微电网发电机智能电网应用程序开发。摘要组织系统中根据不同的功能和实现两个部分:一个中央的能源管理变化和当地的电源管理在客户端。微电网管理分类分为两个时间尺度,这是长期的能源管理和短期电力平衡如图5所示。 |
| 研究工作从讨论施工、操作和控制的实验室规模变化两个发电机组是用来模拟光伏和风力发电机。实验表明,为了有一个成功的微电网运行在孤岛的模式下,它将存储设备到系统至关重要。实验结果显示了实验室规模的微电网系统可以在两种模式,即。、网格连接(Mode-G)或island-mode (i型)。因此,增加能源供应的可靠性与无缝转移从一个模式到另一个。 |
实验室的微源模拟器 |
| 在实验室环境中可再生能源资源不可用这些资源的资本投资是昂贵的,需要大型的安装空间。此外,更新一代的能量是不可预测的和不可控的。因此,模拟微源在实验室水平是重要的微源的动态行为进行调查。模拟器还可以作为一个实验平台,各种研究活动。不同类型的仿真器,即光伏阵列、风力涡轮机和微观轮机模拟器将在以下部分中讨论 |
| 1。光伏阵列模拟器:基于光伏模块的电流-电压曲线如图6所示,光伏模拟器模拟是通过调节直流电源的输出。直流电机的光伏模拟器由一组生成器(4000 rpm, 42 V)和一个变量与120 V直流电源和2千瓦容量 |
| 2。微型涡轮 |
| 微型涡轮机被广泛用作在DG机组系统和能源生产商在热电联产(CHP)系统。微型涡轮机是小和使用简单循环燃气轮机。此外,y是可用的单轴或分轴式单位。通过耦合直流电机与同步电机可以模拟微型发电机。 |
| 3所示。风轮机模拟器 |
| 实现风力发电机仿真器,图7所示,被认为是三个主要部分,包括风速仿真器、发电机和电力电子转换器。直流电机和异步发电机和电力电子驱动用于这个应用程序。 |
未来的方向 |
| 有许多开放的研究需要解决的问题,为了实现现实世界的应用程序的最先进的智能电网技术。调查——规模部署,实验性能分析和电网之间的过渡连接和岛模式将在未来提供显著的可靠性和安全性效益的方向。本节讨论一些未来方向的智能电网和微电网相关领域的研究兴趣。 |
| 1。管理的替代电力资源: |
| 各种类型的太阳能和风能等可再生能源供应已经被用于智能电网。为例,50%的目标于2025年在丹麦风能指向显著增加风力发电集成在不久的将来的挑战。此外,加州的可再生能源项目将增加使用可再生能源的资源到2020年的33%。由于低容量和大小的可再生能源,消费者不能使用它作为一个完整的能源供应商,但他们可以使用虚拟电厂生产的电力电网注入。从而控制和通信算法需要发达国家促进可再生能源的高效、可靠的发展未来。 |
| 2。能源效率和需求响应: |
| 能源效率是指永久改变用电通过安装或更换更节能的最终用途的设备。另一种有前途的方法来提高能源利用率是通过需求参与。客户需求反应需要改变他们的正常消费模式对系统需求的变化,例如负载转移到时间和高可再生发电和低电价。这些变化有显著的机会来改善整个系统的利用率。使消费者需求反应,一些先进的控制和计量技术需要开发和使用。这样的未来系统设想智能电表的使用报告当前消费者的能源消耗,因此能够项目未来的能源消耗。这些信息是特别有用,当系统要求其客户响应系统相应的要求。 |
| 3所示。自我疗愈要求: |
| 在传统的电网,电网自愈是不可能和小的失败可能导致大面积短缺。然而,随着智能电网的概念,它有可能监视和管理故障以更有效的方式。进一步优化和快速响应故障通过装备和改善电网的要求可以最小化损失由于故障的影响。微电网和虚拟电厂也将潜在的智能电网提供这样的功能。 |
结论 |
| 本文综述了智能电网和微雷竞技苹果下载电网运行特性。对比传统配电系统启用了未来信息通信技术的智能电网已经列出。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
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数据乍一看 |
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引用 |
- Kezunovic m;j·d·McCalley;Overbye, t . j .;“智能电网及以后:实现电力系统的全部潜力,”《IEEE(早期访问的文章)。
- 周薛松;崔李强;马You-jie;“研究微电网的控制测量技术和机电一体化的自动化(ICMTMA), 2011年第三次国际会议上,2011年,页1129 - 1132。
- 陆,d;弗朗索瓦,b;,“能源管理的战略框架微型智能电网" photovoltaic-based活跃的发电机,“先进机电运动系统和电动驱动联合研讨会,第三卷,不。1,pp.282 - 292, 2012年3月
- 瓦卡罗,a;波波夫,m;Villacci d;Terzija诉;”,一个集成的智能MicrogridsModeling框架,监测、控制、通信、和验证,”《IEEE, vol.99,不。1,第31 - 132,2011年1月。
- 华盛顿特区美国能源部2058年“2010智能电网系统报告”2012年2月向国会报告。
- p . Mancarella c . k . Gan和g . Strbac低压配电网络的优化设计对二氧化碳排放最小化。第一部分:模式制定和持续优化电路”,专业生。Transm.Distrib。,5卷,不。1,38-46,2011页。
- Nikos Hatziargyriou、Hiroshi浅野Reza Irvani, ChirsMarnay,“微型电网:正在进行的概述的研究、开发和示范项目,“环境能源技术部门,伯克实验室,2007年7月。[网络]http://eetd lbl.gov / EA /电磁脉冲/ empplus.html。
- c . Sontidpanya g . Radman, r·克雷文“孤岛检测演示实验室规模的电网(LabGrid),“在Southeastcon, 2011年IEEE学报》,2011年,074 - 1082年,2011年6月。
- .Lightner E.M.;Widergren, S.E.,"An Orderly Transitiopp. 158-163 .
- 模块化设计中心提供技术,DeMoTec。可再生能源。[网络]http://www.iset.uni-
- kassel.de /请/ w3isetdad / www_iset_new.main_page ? p_lang = eng&p_name = 7230090。
- m·巴恩斯a . Dimeas断,c . fitz n . Hatziargyriou c·琼斯,s . Papathanassiou和m . Vandenbergh“微型智能电网"实验室设施,”在未来的电力系统,2005年国际会议上,2005年,页6 pp.-6。
- t .船和r . Yokoyama“微型智能电网"在日本现场试验经验,在电力工程社会大会,2006年。IEEE 2006, p . 2。
- 崔Sungyun;金,Beungjin;Cokkinides乔治·j·;萨基斯Meliopoulos, a p;,“自主智能电网状态估计——实验室实现,“在传输和分配会议和博览会,2010年IEEE PES, 2010年,页1 - 8。
- Lasseter,相对湿度;智能分布:耦合的微型电网,“《IEEE, vol.99,不。6,pp.1n to a Transformed Electricity System," Smart Grid, IEEE Transactions on, vol.1, no.1 pp.3-10, June 2010.
- k•赫泽高p . Meibom风力发电的影响和电力存储——时间尺度的角度来看,可再生能源,37岁的体积问题1,2012年1月,页318 - 324。
- 卢刚;德,d;Wen-Zhan歌;“SmartGridLab:智能电网实验室实验,“智能电网通信(SmartGridComm), 2010年第一次IEEE国际会议上,2010年,页143 - 148。2010年。
- Pudjianto d;拉姆齐,c;Strbac g;,“虚拟电厂和系统集成的分布式能源资源,“可再生能源发电,专业,研究成果不。1、pp.10-16 M
- 汉密尔顿,b;Summy m;,“智能电网的好处(在我看来),“电力和能源杂志,IEEE, vol.9,不。1,Jan.-Feb pp.104 - 102。2011年。
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