针对微网及智能电网的实时解决方案

2010-5-7 针对微网及智能电网的实时解决方案 1 针对微网及智能电网的实时针对微网及智能电网的实时针对微网及智能电网的实时针对微网及智能电网的实时解决方案解决方案解决方案解决方案 应用工程师 王涛上海科梁信息工程有限公司 2010年4月28日 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 电力科技的迅速发展、人们对于能量高效利用电力科技的迅速发展、人们对于能量高效利用电力科技的迅速发展、人们对于能量高效利用电力科技的迅速发展、人们对于能量高效利用的要求，以及国家对电力领域的政策性支持，的 要求，以及国家对电力领域的政策性支持，的要求，以及国家对电力领域的政策性支持，的要求，以及国家对电力领域的政策性支持，使得新能源发电、微型电网、智能电网等综合使 得新能源发电、微型电网、智能电网等综合使得新能源发电、微型电网、智能电网等综合使得新能源发电、微型电网、智能电网等综合性技术成为目前电力领域受到广泛关注的热点性技术成为目前电力领域受到广泛关注的热点性技术成为目前电力领域受到广泛关注的热点性技术成为目前电力领域受到广泛关注的热点 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网微网微网微网�智能电网智能电网智能电网智能电网�实时仿真实时仿真实时仿真实时仿真�实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网微网微网微网�智能电网智能电网智能电网智能电网�实时仿真实时仿真实时仿真实时仿真�实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 微网并网结构 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 微网微网微网微网 :�分布式发电、�储能装置、�能量变换装置、�相关负荷和监控、保护装置是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。 微网组成 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 分布式发电与储能光伏风电潮汐 小水电插电式电动车飞轮储能超级电容超导储能微型燃气轮机 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网仅在 PCC(Point of Common Connection )点与大电网连接 ,避免了多个 DER与大电网直接连接。�微网中 DER(Distributed Energy Resource )主要用于区域内部负荷的供电 , 使得大电网可以不考虑其功率输出的影响 ,继续采用 “即接即忘 ”的并网方法。�较好地解决了 DER 大量接入与不改变配电网现有保护控制方式之间的矛盾。 与大电网的关系 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 结构回顾 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �高渗透率下微网与大电网相互作用的机理研究�分布式储能对微网安全稳定运行的作用机理研究�含微网新型配电系统的优化规划 �微网及含微网配电系统的保护原理与技术 微网主要研究内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网并网控制及微网中多分布式电源协调控制；�微网及含微网配电系统的电能质量分析与控制 ；�分布式发电供能微网系统综合仿真 �微网经济运行理论与能量优化管理方法项 微网主要研究内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网微网微网微网�智能电网智能电网智能电网智能电网�实时仿真实时仿真实时仿真实时仿真�实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 � 美国电科院：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。�中国电科院以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。 智能电网主要大项 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 一次设备智能化，二次设备网络化 � 发电 传统发电 (AVR PSS) 、分布式发电� 输电 高压直流输电 (HVDC： Classic HVDC VSC-HVDC,MMC-HVDC) 柔性交流输电 (FACTS： SVC TCSC STATCOM )� 配电数字化变电站 (基于 IEC61850)定制电力微型电网 (新能源发电与储能 ) � 用电 电能质量谐波抑制 智能电网主要大项 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 �微网微网微网微网�智能电网智能电网智能电网智能电网�实时仿真实时仿真实时仿真实时仿真�实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网实时仿真如何帮助微网及智能电网 主要内容 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界虚拟世界与现实世界 虚拟世界：采用仿真时间。现实世界：采用墙钟时间。各自的空间体系不同，无法对接。 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义实时仿真概念及意义 实时仿真：仿真时间标尺与墙钟时间标尺一致，两个体系完全同步。实时仿真使得仿真环境与现实世界能够接轨。意义：将虚拟世界放在现实中进行考虑，因此在所有仿真中具有最大的仿真置信度。 仿真环境 现实世界 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真典型应用方式实时仿真在电力方面的两种应用方式：� 纯数字实时仿真� 半实物仿真 �物理数字混合仿真 ——为了仿真、分析和研究而实时�快速控制原型 (RCP)——为了设计而实时�硬件在环测试 (HIL)——为了测试而实时 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 纯数字实时仿真 � 加快仿真速度（大型电网仿真 -规模较大） 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 纯数字实时仿真 � 加快仿真速度（风电场并网仿真） 240RT-LAB simulator based real-time simulation acceleration factor vs. Windouws-based offline simulation of Simulink/SPS(Genuine Intel dual core, 1.6GHz, 2GB RAM) 30usHard real-time simulation step of the system(6cpu Xeon 2.33Gz)分布式并行运算加速 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 纯数字实时仿真 � 加速比情况（风电场并网仿真） 分布式并行运算加速•单 CPU运行此模型 10秒，耗时 3.2小时•RT-LAB仿真器上 2CPU时，步长 144us情况下实时仿真•RT-LAB仿真器上 3CPU时，步长 72us情况下实时仿真•RT-LAB仿真器上 4CPU时，步长 42us情况下实时仿真•RT-LAB仿真器上 6CPU时，步长 28us情况下实时仿真 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 纯数字实时仿真 � 含大量电力电子开关器件的系统仿真 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 半实物仿真—数字物理混合仿真� 数学模型还未建立或建模代价过高 � 扩展仿真规模和研究范围� 数值稳定性好物理 —数字混合仿真 D A CA D C 物 理 模 型（ 动 模 ）数 模 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 多种新能源发电 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 半实物仿真—快速控制原型（ RCP ） � 基于模型的设计� 算法可行性早期验证� 在线调参仿真器 +真实被控对象 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 半实物仿真—硬件在环仿真测试（HIL） � 缩短开发周期 +降低成本� 安全 +极端情况测试� 测试自动化产品控制器 +虚拟被控对象 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 双馈并网发电控制器 HIL测试 风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器风电并网控制器HILIIIIIII测试测试测试测试测试测试测试测试 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 实时实时实时实时 一直是电力系统仿真追求的重要目标之一一直是电力系统仿真追求的重要目标之一一直是电力系统仿真追求的重要目标之一一直是电力系统仿真追求的重要目标之一强调强调强调强调强调强调强调强调 针对微网及智能电网的实时解决方案 2010-5-7 风电实时应用风电实时应用风电实时应用风电实时应用风电实时应用风电实时应用风电实时应用风电实时应用1——加速仿真加速仿真加速仿真加速仿真加速仿真加速仿真加速仿真加速仿真