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基于分布式电源的微电网与电网相互配合运行是分布式能源规模化利用的一种有效方式,而合理有效的微电网能量管理策略则是影响微电网安全可靠和稳定高效运行的关键技术。本文重点研究小容量户用微电网的能量管理策略及其实现方法。 首先分析归纳了城市居民家庭的负荷特征和用电特点,对家电设备进行了重要性等级划分和功率需求分析,据此提出了户用微电网的组成结构和对各组成单元的功能要求。 分析了光伏发电并网系统和蓄电池储能电源的工作原理、系统构成与控制系统结构,阐述了光伏与储能电源的控制策略,光伏电源可根据能量管理系统的要求工作于MPPT方式或限功率方式,储能电源则可按照能量管理系统的指令进行充放电。在微电网孤岛模式下,储能电源应为户用微电网提供电压和频率支撑。建立了光伏电源和储能电源的电磁暂态仿真模型,为微电网控制策略在不同应用场景下的仿真研究奠定了基础。 提出了一种户用微电网能量管理系统的集中控制结构,指出了上层能量管理系统与下层各功能单元之间的交换信息。针对这种户用微电网的集中管理结构,提出一种相应的能量管理策略,在并网运行模式下采用自发自用余量上网的策略,在孤岛运行模式下采用两种时间尺度分层管理调度的策略。 在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立了本文所述结构的光储户用示例微电网系统的电磁暂态仿真模型,规划了并网模式和孤岛模式下的多个不同负荷场景,仿真分析了微电网的潮流、光伏电源出力、储能电源充放电过程等。不同场景下的仿真结果表明,微电网系统电压频率运行平稳,光伏电源和储能电源能够适应不同场景的要求,能量管理策略是有效可行的。