分布式发电

分布式发电、储能及电动汽车等电力电子装置大规模并入配电网，削弱了系统的惯性和阻尼，对电网安全、可靠运行造成较大影响。虚拟同步机技术是实现电力电子装置柔性、灵活并网的先进控制技术，可以使电力电子设备模拟同步电机的外特性，实现分布式电源、储能、电动汽车等装备的即插即用、灵活并网，最终形成配电侧源、网、荷、储的分布式、自适应协同运行机制。

湖南省发改委日前发布印发《湖南省推动能源绿色低碳转型做好碳达峰工作的实施方案》的通知。其中提到，健全电力市场体系，规范中长期市场交易，完善辅助服务市场建设，丰富创新辅助服务交易品种，稳步推进电力现货市场建设。积极参与全国统一电力市场建设，打破省间交易壁垒，有序推动外电参与省内辅助服务市场，持续推进新能源全面参与电力市场交易。积极组织参与全国绿电市场交易，试点推进省内绿电交易，做好绿电交易与绿证交易、碳排放权交易的衔接。

LCL型并网逆变器是分布式发电与电网实现能量双向流动的重要装置，其电流控制方法通常需要多个电压电流传感器实现有源阻尼及并网电流控制，而这会增加系统成本。提出一种基于状态重构准谐振扩张状态观测器的全状态观测系统，只需一个逆变器侧电感电流传感器即可实现对所需状态变量的实时观测。通过在扩张状态观测器中每个状态变量的观测通道添加准谐振环节，解决传统扩张状态观测器跟踪正弦信号需要高观测器增益问题。同时，针对在dq轴坐标系下的并网电流控制存在强耦合问题，设计了将耦合项作为总扰动当中一部分的自抗扰电流控制器，简化了传统电流控制当中复杂的解耦过程。软件数值仿真结果表明，该控制策略表现出良好的观测效果及电流跟踪效果。

光伏电源是分布式发电技术中发展最迅速的部分。分布式光伏电源通过逆变器接入到配电网中,具有随机性,与传统的电站有所不同,因此有必要对分布式光伏电源对配电网的影响进行深入的研究。从对电压的影响、对短路电流的贡献等7个方面详细讨论了分布式光伏电源对配电网的影响,为后续的深入研究提供参考。

开发燃料电池分布式发电系统，以氢气作为原料与空气中的氧气发生电化学反应发电。燃料电池系统产生的直流电经逆变器并升压后，接入10 kV 交流电网线。副产水蒸气由洁净水收集装置收集，通过冷凝器回收热能，获取常温液态水，全运行周期清洁无污染。设计自动调节控制系统，可实现故障电堆系统在降容条件下持续运行。

电力电子柔性化和分布式发电（DG）消纳是配电网研究的2个热点问题，揭示了配电网柔性度对DG消纳的影响规律和机理。首先，介绍了配电网柔性度的概念，并改进了柔性度的定义。然后，以典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例为研究对象，观察随柔性度升高时DG消纳率的变化，并分析规律和机理。研究发现，配电网柔性化并非都能提升DG消纳，存在一个起效条件：智能软开关（soft open point，SOP）某一侧馈线存在DG相对负荷的盈余，同时另一侧存在DG缺额。然而满足起效条件后，消纳率和柔性度之间的规律性仍未显现。提出分析消纳提升限制条件和按SOP安装次序观察的2种方法，发现了隐藏的规律：当存在消纳提升可用空间且无SOP容量限制下，或者同一SOP安装次序下，柔性度和消纳率才具有正相关关系。发现的规律机理为指导配电网的柔性化发展和DG消纳提供了新的理论依据。

虚拟电厂通常由分布式发电(distributed generator，DG)单元组成，当系统缺少电网支撑时，需要合理的综合运行策略和准确的控制方法保证虚拟电厂平稳运行。 方法 首先，针对虚拟电网发电问题提出了一种基于功率差余值的运行策略。然后，针对系统中DG的发电控制问题设计了一种有限时间分布式控制器。将电压和频率的幅值在有限时间内调整到标称值，并实现了有功功率在各DG单元间的分配。与传统的集中式控制策略不同，所建立的控制方法基于分布式结构，只需要相邻DG单元之间通过稀疏通信网络进行信息交换。 结果 通过仿真实验验证了该控制方法的可行性，以及对模型参数不确定性和负载变化的鲁棒性。 结论 与以往研究相比，所提出的运行策略对系统工况进行了更为详细地划分，有效提高了系统的稳定性和安全性。

微电网系统通过风、光、储等多类型分布式电源之间的互补协同开发提升分布式可再生能源并网的友好性，是解决分布式可再生能源消纳和提高用户供电可靠性的有效手段，也是我国建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的必要途径。日前，对于微电网技术成果多聚焦于微电网系统建设运行全链条环节中某个独立领域，缺乏系统性的技术研究成果，导致微电网系统的规划、建设、运行及关键设备研发等层面相互割裂，带来了微电网系统投资成本高、投资回收期长、运行控制难度大、供电电能质量难以保障等一系列问题。 本成果先后在多个微电网工程中进行了推广应用，显著提升了区域内供电可靠性和供电电能质量，增强了分布式可再生能源消纳能力，同时延缓/降低电网设施投资，有力推动区域能源消费结构升级；项目牵头单位依据项目成果获批“山东省分布式发电及微电网工程试验室”，推动相关技术成果的进行产品转化，累计新增销售额3.19亿元，新增利润7570万元，显著带动我国分布式发电及微电网领域相关高新技术产业发展。

分布式可再生能源(光伏等)发电的不确定性以及柔性负荷的“即插即用”，易引发台区负载不均衡、三相不平衡等问题。为了解决上述问题，文章提出计及源荷储的多台区负载均衡协同调控方法，其由上层台区之间负载均衡协同控制策略与下层台区内部源荷储协调优化调度策略组成。在上层基于台区之间环型电力网架以及与之对应的通信网架，并考虑台区之间通信传输延时和网架拓扑的可变性，设计多台区之间协同一致性控制，实现台区负载均衡；在下层基于台区融合终端与台区内部源荷储之间的纵向辐射型通信网架，设计台区内部分布式发电和柔性负荷等可控资源协调优化调度算法，以低碳环保为目标来响应上层台区负载均衡的功率调节指令。最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性，实现了多台区负载的均衡调控。

含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联矩阵，并结合光伏电源输出特性，自适应调整保护定值。该方案可以在考虑逆变型电源出力波动性的前提下，有效增强保护应对不同网络拓扑变化的能力，通信压力小。仿真结果表明：所提方案能有效增加I段保护范围，受分布式发电（distributed generator，DG）出力影响小，可以适应配网拓扑结构变化。