智能微电网的研究发展(下)

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   (4) 相比两电平拓扑，三电平逆变拓扑开关频率更高，输出滤波参数更小，因此可以减小系统体积、重量和占地面积。针对交流380V输出的逆变/整流系统，两电平逆变拓扑需要使用1200V的IGBT器件，而二极管钳位三电平逆变拓扑可以采用600V的IGBT器件。由于电力电子器件特性决定了低压IGBT具有更低的开关损耗和导通损耗，因此三电平逆变拓扑具有更低的系统损耗。变流器的交流滤波器采用了LCL的结构。因变流器具有电流源的工作模式，理论和实践证明在电流源模式下，LCL滤波器结构更利于系统的稳定性和输出性能。

　　双向直流/交流变流器是主动配电网建设中必不可少的关键设备，主动配电网中大量的储能设备均需要通过此类变换器接入。另外，在包含直流母线和交流母线的混合配电网中，交流母线和直流母线之间也需要双向直流/交流变换器连接，便于交直流母线之间的功率调度控制和直流母线的并网控制。主动配电网中的双向直流/交流变换器需要具有完善的保护功能、并网运行功能、离网运行功能、并离网平滑切换功能、多机并联功率均分功能等多种功能，目前也是微电网领域的研究热点，市场上还缺少成熟的产品。三电平结构的变换器具有耐压等级高、du/dt 低、输出波形谐波含量小、滤波器体积小等优点，是高压大功率场合应用的发展趋势。结合主动配电网应用场合，研制一种双向三电平直流/交流变换器，具有重要的理论研究价值和工程应用价值。

　　(5)主动配电网的保护是微电网系统智能化的重要内容，是保证微电网安全、稳定运行不可或缺的一部分。主动配电网与传统配电网有很大区别，传统配电网是潮流单相流动的辐射型配电网，主动配电网因为各种分布式电源的接入，变为电源和负荷混合的、潮流双向流动的负载网络，这一变化为配电网系统的电流保护、系统的自动重合闸等都有很大影响，导致传统的电力系统保护方法在主动配电网中无法正常工作，所以有必要针对主动配电网的特点，研究适合主动配电网的保护策略。在交直流混合配电网系统中，还需要兼顾直流部分的保护和直流保护设备与交流的不同。主动配电网是一种智能配电网，可以利用主动配电网系统中高速的通讯设备以及强大的数据处理分析能力等优势，研究更快速、准确有效的保护方案。主动配电网故障保护研究对交直流混合配电网的安全、可靠、智能运行具有重大的工程意义。

　　(6)主动配电网是实现大规模分布式发电并网运行控制、电网与储能设备互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方法。其中主动配电网需求侧管理平台作为分层控制系统中的上层控制器，通过协调各个子微网中央控制器，进行经济运行、子微网的投切、联络线功率控制、需求侧控制、集中式储能装置办调控制以及系统的并离网切换，对实现系统的多微网节点优化运行起到至关重要的作用。因此，建设主动配电网需求侧管理平台，研究相应的能量管理与协调控制算法，对于可再生能源的利用具有重要的理论意义及工程应用价值。

　　多年来，国家研究机构、高等院校及相关产业部门，都对分布式发电与智能微电网技术进行了深入研究，并不断取得切实的进展，其成果多见于所建立的实验研究平台、示范工程项目和智能化产品，以及所发表的论文报告等，如国内合肥工业大学光伏系统教育部研究中心较早开展了风-光-柴-蓄复合发电智能微电网的研究。杭州电子科技大学的国家发改委和日本NEDO的国际合作项目“先进稳定的并网光伏发电微电网系统实证研究项目”，是首次在国内建立的以光伏发电为基础的微网技术综合实验平台。 由中国科学院电工研究所和科诺伟业公司于2011年12月完成的青海省玉树藏族自治州水光互补微电网工程示范项目。

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