基于分布式发电与微网的一种新型电力集群网络技术研究

摘要

21世纪，能源问题不仅仅包括化石燃料的消耗殆尽，还包含由温室气体排放带来的全球变暖。全球变暖暗示我们能源问题不能只从经济角度解决。我们必须从生态角度来开始节约能源。许多分散的发电机，太阳能光伏发电系统，凤力发电机和燃料电池现在都已经出现，并且它们的数量在快速的增长。然而，这些分散的发电系统只是那些大型集中式发电系统的补充系统。在不久的将来，化石燃料将会出现严重短缺，并且排放的气体加剧了全球气候变暖。因此，我们应当加快开发利用可再生能源、构建可持续能源系统。
　　 本文在分布式发电技术和微网技术的基础上，研究了一种含分布式电源的开放自治的“电力集群”(ECO)网络，对于未来电力网络新模式进行了初步分析和探讨，为以后的工作提供参考。分析研究了一种ECO网络中的电力路由器。在传统电力网络中，发生在潮流上的任何不平衡都可以通过改变发电机输出分布来处理。然而在ECO网络中，分布式电源有多种运行模式，它们在电力供应稳定性、价格和目标点都有区别。因此，在传统发电机和分布式电源之间控制输出分布是困难的。在ECO网络中，通过分布式电能存储的充放电来控制潮流。电力路由器是包含电能存储和控制工具的潮流控制单元。研究的电力路由器是一种将指定电力生产者的电能传送到指定用户的控制设备，是包含电能存储和控制工具的潮流控制单元。同时，论文结合最优控制理论计算出一种合适电力路由器的操作进度，来保证与存储装置充放电限额有关的电厂与用户之间的供需平衡。在路由技术的基础上研究了一种基于移动代理技术的电网控制应用，这种代理技术能进行潮流控制和维持供需平衡，并支持电力路由器操作，在网络中生成存储设备的充放电进度。通过对这种代理行为的验证，显示了移动代理能搜索和使用网络中双边交易和潮流的数据信息。给出了一种基于排队理论的电能存储装置容量估计决策。这种新型电能网络是未来的一种构想。许多被称为“电力集群”的小型、自我维持、自治的电力系统构成网络，并在它们中机智的进行电能交换。这些网络也将延伸并覆盖到人类居住的一些领域。