Knowledge Map · 课程知识框图

微电网运行与控制的关键技术 基于教材第 4 章「运行与控制」与第 5 章「保护技术」的 20 幅原理图整理

姓名王熙 学号202410132036 班级新能源科学与工程 3 班

一、知识总览框图

五大板块 · 18 个知识节点
微电网运行与控制 关键技术 第 4 章 · 第 5 章 ① 控制架构 主从控制:主电源为主控制器 图1 主从控制:监控系统为主控制器 图1 对等控制:Droop 下垂特性 图2 ② 并网运行控制 分布式发电 / 储能计划控制 图2 储能充放电计划控制流程 图3 风光储联合功率控制 图4 联络线功率控制流程 图5 并网运行时无功电压控制 图6 ③ 离网运行控制 风光柴储有功功率控制 图7 离网运行时无功电压控制 图8 ④ 运行状态与切换 四种运行状态定义 图9 状态切换总图 图9 外部电网直供电 ↔ 停运 图10 图11 停运 ↔ 并网 图12 图13 停运 ↔ 离网 图14 图15 并网 ↔ 离网:有缝 / 无缝切换 图16 图17 图18 图19 ⑤ 保护技术 典型微电网网络保护系统 图20 保护难点:双向潮流 / 故障电流 / 孤岛 图20

二、图示详解

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图 4.1 / 4.2 主从控制结构 1

图 4.1 / 4.2 主从控制结构

以主电源控制器为主控 / 以微电网监控系统为主控两种形态;并网点开关、DG 主电源、从控制器 PQ 控制。

图 4.3 对等控制的微电网结构 2

图 4.3 对等控制的微电网结构

各 DG 地位相等,仅采集本地变量,不依赖通信;4.3 节引出并网运行控制策略与计划控制。

图 4.4 储能充放电计划控制流程 3

图 4.4 储能充放电计划控制流程

读取计划曲线 → 判断可开机与运行状态 → 校验功率/次数/SOC 越限 → 下达充放电指令。

风光储联合功率控制流程 4

风光储联合功率控制流程

以 P_st = P_pre − P_act 计算调节量,逐级调用储能、柴发与可控负荷。

图 4.6 联络线功率控制流程 5

图 4.6 联络线功率控制流程

读取联络线恒功率曲线 → 计算功率偏差 → 储能加权分配 → DG 可控单元分配。

图 4.7 并网运行时无功电压控制策略 6

图 4.7 并网运行时无功电压控制策略

检测母线电压 → 无功不足则投静补 → 储能无功补偿 → DG 加权分配,Q_b = −λU_m·ΔU。

图 4.8 风光柴储离网有功功率控制 7

图 4.8 风光柴储离网有功功率控制

离网下按储能 SOC、风光出力、柴发与可控负荷逐级平衡,必要时切负荷。

图 4.9 离网无功电压控制策略 8

图 4.9 离网无功电压控制策略

无功调节顺序:储能 → 同步电机电源 → 其他 DG;容量不足时切除功率因数较低的负荷支路。

表 4.1 + 图 4.10 运行状态与切换 9

表 4.1 + 图 4.10 运行状态与切换

停止 / 并网 / 离网 / 外部电网直供电四种状态,及其相互切换的触发条件。

图 4.11 外部电网直供电 → 停运 10

图 4.11 外部电网直供电 → 停运

先跳负荷支路开关,再跳并网点开关,重点保证并网点开关可靠断开。

图 4.12 停运 → 外部电网直供电 11

图 4.12 停运 → 外部电网直供电

合并网点开关 → 校验母线电压 → 合负荷支路开关,与常规配电网负荷上电要求一致。

图 4.13 微电网停运并网 12

图 4.13 微电网停运并网

合并网点开关 → 合 DG 支路开关 → DG 并网开机 → 合负荷支路开关。

图 4.14 微电网并网停运 13

图 4.14 微电网并网停运

跳负荷支路 → DG 停机 → 跳 DG 支路 → 跳并网点开关,逐级退出。

图 4.15 停运 → 离网 14

图 4.15 停运 → 离网

主电源 VF 模式启动 → 合重要负荷 → DG 并网 → 合可控负荷。

图 4.16 离网 → 停运 15

图 4.16 离网 → 停运

跳可控负荷 → 除主电源外 DG 停机 → 跳重要负荷 → 主电源停机 → 跳主电源支路。

图 4.17 并网 → 离网(有缝切换) 16

图 4.17 并网 → 离网(有缝切换)

跳负荷 → DG 停机 → 跳并网点 → 主电源 VF 启动 → 恢复重要负荷。

图 4.18 并网 → 离网(无缝切换) 17

图 4.18 并网 → 离网(无缝切换)

发送转离网准备指令 → 跳可控/可切负荷 → 跳并网点,主电源立即转 VF 维持电压频率。

图 4.19 离网 → 并网(有缝切换) 18

图 4.19 离网 → 并网(有缝切换)

DG 停机 → 主电源停机 → 母线无压后合并网点开关 → 恢复负荷。

图 4.20 离网 → 并网(无缝切换) 19

图 4.20 离网 → 并网(无缝切换)

需主电源准同期功能与并网点同期合闸:发送准备指令 → 同期合闸 → 转 PQ 控制。

图 5.1 典型微电网网络保护系统 20

图 5.1 典型微电网网络保护系统

第 5 章开篇:PCC 处并网/孤岛两种模式,保护需应对双向潮流、故障电流变化与孤岛检测。

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