蔣穎

摘要伴隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，建設(shè)微電網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為發(fā)展新能源的必經(jīng)之路，微電網(wǎng)控制與運行以維持內(nèi)部電壓、頻率為主要目的，具有其獨特性，技術(shù)難度相對更高。微電網(wǎng)通過微電源控制策略、綜合控制策略，實現(xiàn)并網(wǎng)、獨立運行兩種模式自由切換，保障電網(wǎng)穩(wěn)定性、安全性與適用性。

關(guān)鍵詞微電網(wǎng)；控制運行；電壓穩(wěn)定性

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0036-01

石油、煤炭等非可再生能源逐漸枯竭，火力發(fā)電逐漸被水電、風電、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電取代。近年來，分布式發(fā)電成為研究熱點，其具有投入少、靈活多變等優(yōu)點，隨著再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電已成為未來新能源發(fā)展重要發(fā)展方向。新能源發(fā)電具有波動性、間歇性、不確定性，若大規(guī)模并網(wǎng)可能對電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性與適應(yīng)性帶來負面影響[1]。微電網(wǎng)主要構(gòu)成包括新能源發(fā)電裝置與儲能系統(tǒng)，既可脫離大電網(wǎng)單獨運行，也可與大電網(wǎng)并行，通過儲能系統(tǒng)可最大程度的減輕并網(wǎng)對微電網(wǎng)帶來的負面影響。本次研究對微電網(wǎng)控制運行及對電壓穩(wěn)定性的影響進行概述。

1微電網(wǎng)控制策略

微電網(wǎng)具有多種分布式電源結(jié)構(gòu)，各種電源特性存在較大差異，電源特性決定控制策略。若以燃料電池、蓄電池等可控性電源作為分布式電源構(gòu)成，電源本身即可承擔內(nèi)外網(wǎng)控制任務(wù)，在并網(wǎng)運行時，微電網(wǎng)可調(diào)節(jié)分布式電源功率完成控制，若獨立運行，可在保障電源負荷下對微電網(wǎng)電壓、頻率進行調(diào)節(jié)完成控制。微電網(wǎng)控制策略據(jù)控制范圍可分為各微電源控制策略、微電網(wǎng)總體控制策略，據(jù)技術(shù)路徑可分為最大功率控制、下垂控制、恒壓頻控制。

1.1 微電源控制策略

1）最大功率控制策略。最大功率控制策略是微電網(wǎng)最常用的控制策略，新能源發(fā)電均具有一定間歇性，為維持發(fā)電容量，需采用最大功率跟蹤控制，以保證微電網(wǎng)容量與穩(wěn)定運行。最大功率跟蹤控制主要形式包括有功控制、無功控制，一般通過解耦控制實現(xiàn)分布式電源輸出。

2）恒壓恒頻控制策略。微電網(wǎng)在進行獨立運行時，須有一個主控制單元，以維持系統(tǒng)頻率與母線電壓恒定，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性[2]。主控單元一般由高質(zhì)量恒定直流源擔任，或直接由微電網(wǎng)中主儲能裝置承擔主控任務(wù)。恒壓恒頻控制策略優(yōu)點：不受系統(tǒng)負荷功率影響，可維持穩(wěn)定的電源輸出。缺點：儲能裝置與分布式電源容量、功率存在上限。

3）下垂控制策略。下垂控制主要應(yīng)用于多個并聯(lián)逆變器能量管理以維持能量平衡，保障分布式電源運行或退出時，不會影響其他電源，做到“即插即用”。下垂控制是一種集控技術(shù)，可保障分布式電源之間形成“無縫連接”，實現(xiàn)負荷分擔，合理分配功率，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、可靠性，減少投資。

1.2 微電網(wǎng)的綜合控制策略

1）主從控制。主從控制是指對分布式電源進行主從設(shè)計，選取其中一個作為主控單位，其余作為從屬單位，實現(xiàn)各分布式電源之間的有效通信是進行主從控制的關(guān)鍵[3]。

微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，微電網(wǎng)電壓、頻率均由大電網(wǎng)提供支撐，當微電網(wǎng)處于獨立運行狀態(tài)時，采用主從控制，主控單元須承擔維持系統(tǒng)電壓、頻率穩(wěn)定任務(wù)。一般來說，分布式電源主從控制中的主單元在并網(wǎng)時采用PQ控制，輸出制定功率，在獨立運行時，采用V/f控制。

2）對等控制。對等控制區(qū)別于主從控制，所有分布式電源處于對等關(guān)系，對等控制中分布式電源無需主從通信，可減少相關(guān)投入，各分布式電源均可據(jù)微電網(wǎng)運行狀況調(diào)節(jié)控制電網(wǎng)頻率、電壓。對等控制其優(yōu)勢在于當部分分布式電源并網(wǎng)或脫網(wǎng)后，無需對其他電源進行控制，分布式電源具備“即插即用”特性[4]。

1.3 微電網(wǎng)控制策略協(xié)調(diào)

微電網(wǎng)運行模式主要包括并網(wǎng)、獨立、并網(wǎng)與獨立相互轉(zhuǎn)化三種模式。三種模式的轉(zhuǎn)換與微電網(wǎng)負荷有關(guān)，微電網(wǎng)負荷過大，并網(wǎng)時可向大電網(wǎng)輸出功率，若負荷過小，則輸入功率。微電網(wǎng)通過有計劃的控制分布式電源儲能，維持網(wǎng)內(nèi)電壓、頻率穩(wěn)定性，保障用電質(zhì)量。應(yīng)注意的是，在進行三種模式切換的過程中，可能會造成微電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，合理控制非常關(guān)鍵。近年來，分布式電源種類日益增多，給微電網(wǎng)控制帶來了一定的困難。

2微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析

2.1 微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性概述

微電網(wǎng)存在并網(wǎng)、獨立、并網(wǎng)與獨立相互轉(zhuǎn)化三種運行模式，兩種網(wǎng)絡(luò)存在較大差異，給微電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)增加了困難。

并網(wǎng)運行時，微電網(wǎng)內(nèi)部潮流呈現(xiàn)雙向流動的特點，微電網(wǎng)據(jù)負荷狀況，在雙向流動中承擔壓配或補償角色，其內(nèi)部電壓也會發(fā)生相應(yīng)的改變。微電網(wǎng)并網(wǎng)、獨立運行相互轉(zhuǎn)化過程非常關(guān)鍵，在轉(zhuǎn)化的一瞬間，微電網(wǎng)無法獲得補償功率，加之規(guī)模、容量較小，易產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定。微電網(wǎng)一般采用電子切口，后者具有調(diào)節(jié)電壓的功能，微電網(wǎng)自身補償裝置可彌補切斷外網(wǎng)所帶來的缺失，維持電壓恒定。當微電網(wǎng)獨立運行時，若負荷過載超出其自身調(diào)節(jié)能力，也可能產(chǎn)生電壓不穩(wěn)。微電網(wǎng)自身調(diào)節(jié)能力受儲能原件容量與性能等因素影響，其調(diào)節(jié)能力存在固有缺陷，當內(nèi)部負荷過大時，可出現(xiàn)電壓變化，甚至電壓崩潰，若無功負荷變化也可能出現(xiàn)電壓波動[5]。

2.2 微電網(wǎng)電壓控制策略

以上介紹的微電網(wǎng)控制主要意義在于維持電壓、頻率穩(wěn)定性，從本質(zhì)上看也屬于電壓控制策略。微電網(wǎng)容量小、負荷變化快、運行模式可變，內(nèi)部故障對電網(wǎng)影響較大，均增加了電壓控制的技術(shù)難度。微電網(wǎng)電壓控制主要通過微電網(wǎng)分布式電源控制、微電網(wǎng)綜合控制實現(xiàn)。

3 小結(jié)

綜上所述，伴隨著社會科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步，筆者相信隨著新能源開發(fā)利用率不斷提高，微電網(wǎng)必將邁向小型化、家庭化，如何實現(xiàn)微電網(wǎng)智能化控制，降低家庭微電網(wǎng)建設(shè)與運行費用，將成為未來微電網(wǎng)控制運行研究熱點。

參考文獻

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