付 明，黃 堃

（南瑞集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000）

1 分布式直流微電網(wǎng)分級控制方案分析

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國大多數(shù)現(xiàn)存的微小型發(fā)配電系統(tǒng)中微電網(wǎng)技術(shù)的使用率是較高的，而對其進(jìn)行有效地分析，則體現(xiàn)了對微電網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的重視。展開對分布式直流微電網(wǎng)分級控制的研究，需要從控制方案入手，結(jié)合實際的控制技術(shù)，實現(xiàn)分析和改進(jìn)。

在對分布式直流微電網(wǎng)分級控制技術(shù)進(jìn)行研究之前，首先需要對其內(nèi)容和技術(shù)控制過程等進(jìn)行大致的了解和分析。一般分布式直流微電網(wǎng)分級控制技術(shù)主要包括3種技術(shù)手段和1個通信系統(tǒng)應(yīng)用。其中，3種技術(shù)手段指的是主級控制技術(shù)、次級控制技術(shù)以及第三級控制技術(shù)。1個通信系統(tǒng)應(yīng)用則根據(jù)通信控制和存在方式的不同而分為分散式、集中式以及分布式。在實踐中，對分布式直流微電網(wǎng)分級控制技術(shù)進(jìn)行分析，需要在充分掌握微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方案的基礎(chǔ)上展開技術(shù)研究和技術(shù)創(chuàng)新，從而達(dá)到事半功倍的效果[1]。

2 主級控制技術(shù)

調(diào)查顯示，在對分布式直流微電網(wǎng)分級控制技術(shù)進(jìn)行實際研究時，首要的內(nèi)容就是針對主級控制技術(shù)展開主要的分析，進(jìn)而有利于開展后期的控制技術(shù)內(nèi)容分析。

具體地，主級控制技術(shù)是利用本地電壓控制器中存在的虛擬電阻等因素來進(jìn)一步優(yōu)化模塊負(fù)荷分配情況，進(jìn)而實現(xiàn)對分布式直流微電網(wǎng)的控制。在分布式直流微電網(wǎng)的主級控制技術(shù)中，基于不同的電壓源變換器之間的控制程度差異，具體的控制方法也分為電流下垂模式與電壓下垂模式。兩者的區(qū)別主要表現(xiàn)在一定的測量方法和曲線模式圖的計算等，其中也存在著不同的控制框圖。

此外，在主級控制技術(shù)中實現(xiàn)真正的分布式直流微電網(wǎng)的負(fù)荷比例分配，則需要借助不等線路的阻抗作用來降低變換器內(nèi)部的輸出電壓偏差，并對均流精度等內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)控，在克服局限性的基礎(chǔ)上，推動主級控制技術(shù)的應(yīng)用。需注意，針對主級控制技術(shù)中的比例負(fù)荷控制以及電壓調(diào)節(jié)等方法是需要結(jié)合具體的計算內(nèi)容來展開詳細(xì)分析的，只有在準(zhǔn)確地掌握了相應(yīng)數(shù)值的基礎(chǔ)上，才能實現(xiàn)對分布式直流微電網(wǎng)控制程度的加強和技術(shù)的完善。

3 次級控制技術(shù)

次級控制技術(shù)是指通過對本地控制器中存在的分散式次級控制器的研究，實施具體、直接的控制方案，完成控制目標(biāo)。其中，次級控制技術(shù)又分為分散式控制、集中式控制以及分布式控制3種，不同的控制方法對應(yīng)的控制效果也有所差異。

首先，在分散式控制上主要是改變下垂控制的性能帶來的限制，在達(dá)到主要控制線路傳輸效果的基礎(chǔ)上完成直流微電網(wǎng)的傳輸工作。分散式控制方法的應(yīng)用使得整體的分布式直流微電網(wǎng)在負(fù)載分配上更加均衡和具有關(guān)聯(lián)性，也使得輸出電壓可以控制在合理范圍內(nèi)，并有效改善電壓偏差大的情況，最終優(yōu)化系統(tǒng)的性能。

其次，在集中式控制上則是主要對信息傳遞工作進(jìn)行合理的研究和系統(tǒng)適配問題分析。一般低帶寬通信是次級控制技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容，其可以有效地控制不同局域網(wǎng)甚至電力線路的通信狀況，并對相應(yīng)的負(fù)載情況進(jìn)行合理的改善和研究，降低不良通信的出現(xiàn)頻率。同時，針對集中式的控制方式，則需要針對其通信存在的若干問題進(jìn)行故障的排除和控制成本的有效控制，提高相應(yīng)的性價比[2]。

最后，對分布式控制的研究則是通過將分散式控制與集中式控制相結(jié)合的方法，在保障合理通信的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對控制技術(shù)的性能改善。分布式主要的優(yōu)點如圖1所示。

圖1 次級控制技術(shù)中分布式控制優(yōu)點分析

4 第三級控制技術(shù)

在第三級控制技術(shù)中，主要的技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容在于對能量管理系統(tǒng)調(diào)度的分析。對第三級控制技術(shù)的應(yīng)用分析主要包括了能量管理系統(tǒng)的調(diào)度研究和功率流問題的解決。

具體地，針對第三級控制技術(shù)中有關(guān)能量管理系統(tǒng)的調(diào)度研究，主要是通過對變換器的分析與研究來提高系統(tǒng)運行的效率，最終實現(xiàn)并完成系統(tǒng)的優(yōu)化工作。但是需注意，針對能量系統(tǒng)的管理還需要對其存在的電池進(jìn)行必要的保障措施研究，在不斷平衡單元之間的充電狀態(tài)的情況下，實現(xiàn)多級控制的應(yīng)用和效果發(fā)揮。

此外，針對相應(yīng)的功率流問題的解決也主要是通過變換器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率和功率流的優(yōu)化分析。在第三級控制技術(shù)中，主要借助分布式的方法來實現(xiàn)其與刺激控制技術(shù)優(yōu)化和結(jié)合，最終實現(xiàn)對分布式直流微電網(wǎng)的能源利用效率的提高。

5 通信系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)

分析分布式直流微電網(wǎng)的控制方案和主要技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，3種不同的控制技術(shù)其本質(zhì)上是對分布式直流微電網(wǎng)的性能、效率和弊端進(jìn)行了充分的分析，并從不同程度上對通信技術(shù)進(jìn)行初步的涉及。實際上，在分布式直流微電網(wǎng)的應(yīng)用中，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的優(yōu)化并促進(jìn)其與控制技術(shù)之間的結(jié)合是開展分布式直流微電網(wǎng)研究和技術(shù)分析的重要內(nèi)容。

具體針對通信系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)的分析，是在充分解決其存在問題的基礎(chǔ)上，展開性能的優(yōu)化分析與控制方案的改良設(shè)計。通信系統(tǒng)中存在的問題如圖2所示。

圖2 通信系統(tǒng)問題分析

在開展必要的通信系統(tǒng)優(yōu)化和控制技術(shù)應(yīng)用上，需要針對性的解決這些問題，并對分布式直流微電網(wǎng)中的控制器和信道帶寬等設(shè)備進(jìn)行整改，全方位的保障技術(shù)的應(yīng)用和通信的暢通。

6 分布式直流微電網(wǎng)分級控制未來展望

（1）降低通信流量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分布式直流微電網(wǎng)集群間需要依賴通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，使得過多通信信息的傳遞引發(fā)通信流量擁塞現(xiàn)象。此時，在有限通信帶寬基礎(chǔ)上，要設(shè)計一套既可以降低系統(tǒng)通信流量，又能夠滿足性能需求的協(xié)調(diào)控制方案，以降低信息更新頻率和信息傳遞數(shù)量。（2）優(yōu)化控制算法。在系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、外界干擾及部分故障的情況下，為了確保分布式直流微電網(wǎng)能夠快速、高效、穩(wěn)定的運行，需要在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信權(quán)重方面對一致性控制算法進(jìn)行優(yōu)化。實際上，傳統(tǒng)的一致性算法呈現(xiàn)出漸進(jìn)收斂的趨勢，不滿足短時間響應(yīng)的要求，此時就需要不斷優(yōu)化控制算法，使其可以在有限時間內(nèi)達(dá)到一致性收斂。（3）系統(tǒng)性能的分析。分布式直流微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制對象一般是指通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，二者是動態(tài)相互作用的關(guān)系，需要對其穩(wěn)定性能進(jìn)行分析，以進(jìn)一步提高次級控制、三級控制的靈活性、可靠性。

7 結(jié) 論

通過對分布式直流微電網(wǎng)分級控制技術(shù)的分析與研究，不僅實現(xiàn)了對基本的微電流網(wǎng)局限性的改善，而且也為控制技術(shù)的不斷改進(jìn)提供了借鑒。此外，對不同的分級控制技術(shù)的研究，還需要結(jié)合實際的影響因素。