含多種分布式電源的微電網控制策略

劉壯志

摘 要：正是因為分布式電源的特性，決定了分布式電源無法直接與電網進行連接，必須要通過電力電子接口設備的支持。所以，為了進一步確保微電網能夠得以穩定運行，必須對加以深入研究分布式電源以及電力電子接口設備技術。本文筆者即對含多種分布式電源的微電網控制展開粗淺的探討，以期為實現微電網運行方式的平穩過渡奠定堅實的基礎。

關鍵詞：分布式電源；微電網；控制

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A

微電網將分布式電源、儲能、負荷、控制裝置結合在一起的同時，也形成了一個統一的，能夠自治的可控制分配電系統。因此，在某種意義上，微電網的出現不僅大大地緩解了電網與分布式電源之間存在的問題，更是推動了分布式發電技術的應用與快速發展。也正因此，近些年來我國也早已加強了對微電網的建設與推廣。本文筆者即結合個人多年從事分布式電源的實踐研究經驗，對多種分布式電源在微電網中的應用進行了粗淺的探討，旨在通過筆者的粗淺闡述，提出一條有效的微電網綜合控制策略，進而促進微電網的穩定運行。

1.對微電網的組成分析

1.1 分布式電源分析

燃料利用率高，廢氣排放量低，初始安裝費用低廉都是微型燃氣輪機的重要優勢所在。在本筆者的研究過程中，筆者選取了高度單軸結構的微型燃氣輪機。SOFC作為一種在中高溫狀態下可以直接將燃料中的化學能轉化成電能的固體氧化物燃料電池，其同樣具備著燃料適應性強、能量轉換效率高、污染低、噪聲低的重要優勢。光伏發電PV也是一種極具發展前景的分布式電源，其具備著無污染、可再生、方便靈活等諸多優勢。

1.2 負荷與儲能裝置

為了能夠方便本文筆者的研究，本文筆者在負荷上只考慮三相對稱的恒阻抗負荷，儲能裝置則采用蓄電池。

1.3 電力電子接口設備

分布式電源與儲能設備想要接入到微電網中，必須要通過電力電子接口設備的支持，其中常見的電力電子接口設備，包括：整流器、直流變換電路、逆變器等等。

整流則主要被應用在微型燃氣輪機驅動永磁同步電機輸出的高頻交流電之上。而接入Buck-Boost來變換電路的這種方法則多被應用在SOFC輸出端之上，主要是為了通過此種方法進一步提高在輸出電壓與動態響應上電池組的實際速度。光伏電池PV則可通過Boost電路，實現擾動觀察法，對最大功率點進行跟蹤，從而尋求最優過程，解決光伏電池開關電壓、電路電流受到外界影響較大的問題。

分布式電源經過直流電壓或者是整流的相應變換之后，其輸出電能早已轉換成為較為穩定的回流電壓輸出。而這并不是向微電網供電的最后一步，想要向微電網供電還必須要通過逆變器。所以，對逆變器所進行的控制，往往也是控制微電網技術的關鍵所在。

2.對微電網綜合控制的策略研究

2.1 對微電網并網運行的分析

對于處在并網運行狀態下的微電網，想要始終維持其內部功率的平衡，僅需要控制分布式能源的輸出功率即可。而電壓與頻率則是由大電網實施調節、支持的，因此，在并網狀態之下，分布式電源的逆變器只需要采取PQ控制方法就可以讓微電網按照固有設定值進行設定。而這里需要注意的是，當微電網處于并網運行狀態下是，對其所采取的控制策略，應該嚴格遵循大電網的實際需求以及本地的負荷變化情況，分布式能源的發電能力等因素，共同對PQ控制下的有功功率和無功功率運行點及各個負荷的運行狀態進行決策。并向MC和LC傳遞MGCC所控制下的運行狀態。

2.2 對微電網孤島運行的分析

處于孤島運行狀態下的微電網勢必也與大電網斷開了連接，因此，要想維持此時微電網電壓、頻率，就需要對1個或者幾個分布式電源逆變器采取下垂控制法，進行相應的控制。也就是說，處于孤島狀態下的微電網，要及時對肩負維持電壓、頻率的分布式電源的逆變器進行下垂法控制，使其能夠模擬同步電機實現頻率一次調節，從而在實際的運行過程中能夠實現對負荷變化情況、故障出現情況的正確處理與響應。這里需要注意的是，通過下垂法的調節，其在一次調節過程中，可以說是有差調節，因此，會在一定程度上造成電能質量偏低，儲能裝置無法正確運行，可以說對微電網的重新并網工作的開展是十分不利于的。所以在進行一次調節之后還要對頻率進行二次調節，以此方式實現對頻率的無差調節。

2.3 對微電網運行方式切換的分析

當微電網計劃要開始進行調整或者其實際的運行情況出現變化時，就必須要對微電網的實際運行狀態進行迅速的判斷予以相應的調整控制。當微電網處于并網運行時，此時需要連續進行孤島檢測，這是因為微電網一旦進入到孤島運行狀態下，就必須要相應地對逆變器的控制進行調整。也意味著，此時的MGCC必須馬上按照原定計劃予以執行，將已經脫網后的負責維持電壓頻率穩定的分布式電源逆變器調整為下垂控制，其他逆變器繼續PQ控制，必要時也可以通過對LC的控制進行減負荷，以維持孤島的穩定運行。如若微電網由孤島運行切換為并網運行，那么必須通過MGCC啟動并網過程。首先，應該判斷大電網側的電壓幅值是否始終處于合理的范圍之內，是否已經受到了干擾；然后，在對微電網的頻率連續進行監測，確保微電網并網處的電壓能夠與大電網側的電壓幅值相一致。這里需要注意的是，在并網的過程中，如若不滿足并網條件，那么要馬上終止并網，在重新開始。

結語

綜上所述，本文筆者先是對多種分布式電源進行了粗淺地分析，提出了不同類型分布式電源在微電網運行中的控制措施，其根本目的是為了能夠實現微電網在并網和孤島兩種運行方式下的平穩運轉與切換，更好地對電能質量進行質的提升，降低儲能裝置在充放電以后受到穩定頻率偏差的影響，為確保微電網的安全運行提供有益的參考建議。

參考文獻

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