微電網基本控制策略分析與選擇

馬艷　陳鋼

摘 要：隨著社會的進步、科技的發展，環境污染問題日益加重，保護環境的工作迫在眉睫，各國相繼提出多種相關政策來大力倡導清潔能源的使用，因此，能夠將清潔環保的新能源大規模利用起來的微電網技術逐漸得到國內外大量專家學者的重視。微電網中采用下垂控制的逆變器對外呈現為近似電壓源的特性，并經由線路阻抗連接到公共母線處。如果交流母線電壓存在諧波分量，在線路阻抗較小的情況下將產生較大的諧波電流，進而降低母線電能質量，影響微電網安全有效運行，因此需對諧波電流進行相應控制。

關鍵詞：微電網;基本控制;策略分析;選擇

引言

微電網與主要采用火力發電的傳統大電網不同，微電網中往往包含大量分布式發電單元，例如太陽電池以及風電機組等，因此微電網中存在大量的接口逆變器。而為方便控制，模擬傳統發電機外部特性而產生的具有“即插即用”特性的下垂控制得到大規模應用。當采用下垂控制時，逆變器整體對外呈現為近似的電壓源，經過線路阻抗后并聯在公共母線上，由于線路阻抗一般較小，因此若公共母線電壓含有一定諧波分量，而逆變器側輸出電壓為標準正弦波的話，根據歐姆定理，線路上將有較大的諧波電流通過，進一步影響母線電壓的電能質量，這種影響是需要避免的，因此必須對其進行控制。

1智能微電網保護與控制存在的問題

首先是應用方案。一些智能微電網保護技術在應用的過程中，對于電網保護技術的應用邏輯分析不夠深入，缺乏對保護技術具體應用策略的合理設計，導致智能微電網在制定具體保護措施的過程中，無法實現對短路電流特征的比較分析。一些智能微電網的保護對于雙向電流的屬性分析不夠完整，沒能實現對發電小單位組成情況的全面統計，導致分布式電源的構建水平較差，無法適應短路電流的控制需要。一些智能微電網保護技術方案的設計對于故障狀態的考察不夠全面，尤其對于大電網故障排除需求認知不夠充分，沒能結合拓撲結構的創新設計需求實現對智能微電網保護技術的創新應用。其次是配套系統。智能計量系統不僅可以使智能微電網具備更高的節能屬性，還可以全面提升電能節約水平的判斷質量。但是，現有的一些智能微電網應用人員缺乏對智能計量系統價值的完整研究，尤其對電網運行數據的考察分析缺乏必要的關注，導致可視化系統的配置水平較差。部分智能計量系統的構建和運行過程中，對電網管理人員的信息需求重視程度較差，導致智能供應管理方案在創新實施的過程中，難以在數據供給以及電網智能化建設方面取得進展，無法為電網測量數據的全面優化提供幫助。一些智能計量系統的應用缺乏對智能計量儀器操作情況的關注，特別對測量數據的分析管理工作沒能進行有效的研究，導致智能化控制決策的設計無法與智能計量系統的技術創新相符合，難以充分開發出智能技術的應用價值。部分智能計量系統對智能微電網的構成情況缺乏有效的研究，沒能根據智能技術的特點實現對微電網應用需求的滿足，導致配電網絡智能化方案的構建無法具備足夠的成熟度。

2微電網基本控制策略分析與選擇

2.1智能計量系統

要使智能計量系統的創新構建的過程中，可以與電網運行管理體系的實際情況相符合，為智能計量系統應用價值的提高提供幫助。要對可視化系統的構成特點加以研究，特別要對智能計量系統在信息整合分析方面所具備的特殊價值進行考察，以便智能計量系統可以在引進的過程中，與數據資源的智能化處置需求相適應，為微電網具備高質量應用性能提供幫助。一定要強化對計量儀器使用情況的重視，尤其要對儀器裝置在數據分析管理方面所具備的特殊價值進行考察，以便智能化控制決策的設計可以與智能計量系統的全面創新需求相符合，為智能化運行管理措施的有效改進提供支持。智能微電網智能計量系統的應用還必須與電網供應的需求相適應，特別要保證微電網系統的關鍵性組成因素可以得到有效的價值識別，充分實現對區域智能微電網應用需求的滿足，為智能技術應用價值的改進提供完整的支持。

2.2微電網系統仿真驗證

采用PSCAD/EMTDC電力系統仿真軟件搭建微電網仿真模型，仿真主要參數為：直流母線額定電壓Udc-ref為200V，電壓動作限制為0.9Udc-ref，0.95Udc-ref，1.05Udc-ref，1.1Udc-ref。光伏電池G=1000W/m2、環溫T=25℃，蓄電池為120A/h、超級電容容量為5F，整個系統的負載阻抗為80Ω，線路阻抗忽略不計。時間以ms為單位。仿真結果如圖所示。

（1）當UH1UH2時，20ms給定干擾使電壓上升波動，波動范圍超過雙儲能系統的調節范圍，如圖c，為抑制電壓波動，系統應工作于模式6或7，分布式電源由MPPT轉換為恒壓模式，啟動飛輪儲能補償雙儲能系統的調節差值，直流母線電能流向雙儲能和飛輪儲能系統（圖d）。由于電壓波動范圍大，調節時間長，經多儲能系統和分布式電源的調節作用，母線電壓最終恢復至預定范圍。（3）當UL2

結語

綜上，針對當前智能微電網應用存在的不足進行總結分析，并制定相應的改進策略，可以為智能微電網總體建設質量優化提供一定的支持。

參考文獻

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