[市场环境下的微网控制研究]营销环境分析 案例

　　【摘 要】电力市场的结构调整已对分布式电源在电网发展起到积极作用。微网包含各种分布式电源（DG），储能设备及可控负荷的低压配电网。作为一个可控的系统，微网既可以并网也可以孤网运行。本文描述了微网并网运行优化所需的中央控制器的主要功能。优化是通过将本地分布式电源的出力和与主配网的功率交换最大化实现的。
　　【关键词】微网;分布式发电;市场;需求侧竞价;安全
　　1、典型微网控制策略
　　为使微网以可调节方式运行，有必要进行分散控制以实现微源及中压馈线的供需平衡。从完全分散控制到集中控制，分散控制可分为几个不同的级别。
　　（1）完全分散控制
　　所谓完全分散控制，是指在考虑市场电价的基础上，各微源控制器相互竞争以求向主网提供可能的最大出力从而满足用户需求。该方式基于配网多代理技术，后者解决了微网控制中许多具体的运行问题。首先，不同微源可能属于不同的所有者，这样许多控制就必须就地解决，给集中控制带来困难。其次，微网要在市场中运行，这就要求参与市场的每个单元的控制器的动作具有一定的智能性。最后，除了向主网售电外，DG还有其他任务：给本地装置供热，维持本地电压在一定水平或者在主网停电时为当地重要负荷供电。这些任务都说明了分散控制及孤网运行能力的重要性。
　　完全分散控制需注意以下几点：
　　1）没有必要给配网操作员发送运行规划，与主网交换的能量的限值只取决于装置本身的技术约束。
　　2）微网多代理系统中只需要增加一个附加的监控代理，这个监控代理的主要工作是记录下微电源的竞价和能量的流动。只有当处理在监控代理中被记录并且这对避免双重隔离复合是非常重要的时候，一个处理才有效。在市场运作中，它的主要工作是为每个负荷和单元建立最终的清单。
　　（2）分层控制
　　为了从微网获得最大的利润，把微电源整合进大电网是非常重要的，并且它们与大电网网络的关系将会有助于系统整体最优运行。为了达到这个目的，本文采用了一个由3个主要的控制层组成的分层的控制结构，该控制结构包括一下几个部分：
　　现场微电源控制器（MC）和负荷控制器（LC）
　　微网系统中央控制器
　　配网管理系统
　　微电源控制器（MC）采用现场信息去控制电压和瞬态下的微网频率。当连接到电网时，微电源控制器会遵循微网系统中央控制器的要求，并且拥有自主权去完成微电源有功和无功生产的最优化，和实现在孤岛情况下快速的负荷跟踪功能。现场微负荷控制器（LC）安装在可控负荷上，基于需求侧管理策略或者甩负荷指令，根据微网系统中央控制器的指令提供负荷控制。
　　微网系统中央控制器负责微电网值的最大化和微电网的最优化运行。它利用了市场电价和需求侧管理需求来决定微电网应该从分散系统中接受电能的量，实现现场生产力最优化。它可能采用简单的负荷预测（电能和可能的热能）和电量生产力的预测手段。通过发送控制信号到现场，定义的最优生产状态可以通过控制微电源和在微电网中可控负荷而达到。在这个框架下，非临界，可控的负荷可以在需要的时候被甩负荷。这些技术可以等同于互联电网的二次控制。
　　(3)配网操作员
　　配电网络操控器（DNO）负责那些存在多于一个微电网的中低电压的运行。此外，一个或多个市场控制器（MO）负责特定区域的市场功能。
　　2、微网系统中央控制器的总体结构
　　描述微网系统中央控制器的一个可能的操作。假设微网系统中央控制器如市场控制器一样工作。现场控制器(MC)会考虑微电源的运行成本和由微网系统中央控制器提供的市场价格，从而给微网系统中央控制器发送要求并且进行生产限制。这些要求在接下来的几小时中每15分钟产生一次，所谓的有界优化问题。微网系统中央控制器考虑了一下几个方面：
　　市场价格
　　微电源的竞价
　　生产限制
　　需求侧竞价对“低”和“高”优先级负荷的需求
　　同时微网系统中央控制器解决了最优化问题。
　　在最优化过程完成以后，微网系统中央控制器向现场控制器发送：
　　市场价格
　　对有功和无功功率的设定值
　　根据遵循的需求侧竞价选择，负荷会被甩掉或者送达。
　　3、市场方面
　　假定2个市场策略：在第一个策略中，当经济有利，并且不向分散电网输送能量时，微网系统中央控制器旨在通过利用它的现场生产能力来满足现场能量需求。对于整理的分散系统运行，这样的行为是有利的，因为高电价出现在需求高峰期，微电网通过部分或者全部供应它的能源缓解可能的网络阻塞。从最终用户观点，微网系统中央控制器微电网的操作成本，考虑了市场价格，需求和分布式发电的竞价。微电网的最终用户享受了低廉的运行费用的优惠。
　　在这个情况下，给微网系统中央控制器提供了：
　　电价市场价格
　　电量的需求，很可能是一个短期负荷预测工具的结果。
　　微型发电机的竞价
　　微网系统中央控制器使整个微电网在每一个15分钟间隔之内的能量损耗最小，它受到了有功无功平衡，每个发电机单元和电网的P-Q曲线，每个单元的技术限制等等一些限制。
　　在第二个策略中，微电网加入分散区域的能量市场，买卖电网的有功和无功功率，这个过程很可能是通过聚合器或者类似的能源提供商。根据这个策略，微网系统中央控制器试着让微电网的价值最大化，比如通过和电网交换能量，最大化相应聚合器的收入。最终用户以市场价格支付他们消耗的有功和无功电量。微电网就像一个可以缓解可能网络阻塞的发电机，不仅在微电网自身，并且也通过输送能量到分散网络中临近的反馈者。为微网系统中央控制器提供了：
　　买卖给电网的市场价格。施加给微电网中消费的统一价格。
　　能量的供应，很可能是一个短期负荷预测工具的结果。
　　每个相应的微电源的竞价。
　　允许与电网交换能量的最大值。这可以是，比如与一些聚合器的契约许可或者与电网互联线的物理限制。
　　在这个情况下，显示微电网最大价值的目标函数（这个目标函数表达为收入和支出的差值）受到前面那个策略相似的约束并且加上和互联能力有关的约束和可能与聚合器有功功率的约束。在2个策略中，需求侧竞价或者电能质量问题可以被包含在优化步骤中。
　　4、结语
　　本文对可以有效参与未来实时市场的微网系统中央控制器进行了描述。考虑了来自于分散生产源和负荷的开放市场价格和竞价。这使得我们可以对微网中微电源实现协调管理，从而实现降低它们的运行成本并且让我们可预见微网在未来电力系统中的前景。
　　参考文献
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