微电网控制研究综述

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1、微电网控制研究综述摘要：微电网技术作为智能电网的关键技术之一，已经成为众多国家解决电力系统安全性和可靠性问题的重要辅助手段，并成为大电网的有益补充。就微电网整体概述的基础上，文章对微电网运行控制作了较为详细的介绍，对三类微电网经典控制方法，文章中也作了分析，分析了并网和孤网两种不同运行模式下的控制策略，并对微电网研究中存在的问题和未来的研究方向做了分析。关键词：微电网孤网运行并网运行运行控制1.微网的基本概念与结构微网是以分布式发电技术为基础，以靠近分散型资源或用户的小型电站为主，结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能网络。微网是智能电网的重要组

2、成部分，能实现内部电源和负荷的一体化运行，并通过和主电网的协调控制，可平滑接入主网或独立自治运行，充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求[1]。简单了说，微网就是包含分布式电源、储能系统、可控负荷等的分布式发电系统。微网的分布式电源主要包括小规模的风电、光伏、CHP、生物质、水电等，电能储存包括（储能电池、飞轮、超级电容器、压缩空气等等）和热能储存（可实现CHP热-电解耦，可改变负荷曲线形状等）等系统。图1-1微电网配电网络微网主要工作在配电网的中低压侧，其优点是接入方便和运行简单，缺点主要是：系统故障退出运行、间歇性影响周边用户、能源综合优化困难、对电网运行调度提出了

3、挑战。正是这些缺点成为制约了微电网的发展。微电网主要有联网运行和孤网运行两种运行模式。联网型微电网具有并网和独立两种运行模式。在并网工作模式下，一般与中、低压配电网并网运行，互为支撑，实现能量的双向交换。在外部电网故障情况下，可转为独立运行模式，继续为微电网内重要负荷供电，提高重要负荷的供电可靠性。通过采取先进的控制策略和控制手段，可保证微电网高电能质量供电，也可以实现两种运行模式的无缝切换[2]。独立型微电网不和常规电网相连接，利用自身的分布式能源满足微电网内负荷的需求。当网内存在可再生分布式能源时，常常需要配置储能系统以保持电源与负荷间的功率平衡，并充分利用可再生能源。这类微

4、电网更加适合在海岛、边远地区等地为用户供电。我国微网研究起步较晚，尚处于理论研究和实验阶段，与世界先进水平还有差距。但由于我国可再生能源丰富，且光伏发电、风力发电等分布式发电技术已去的一定研究成果，为微网的发展奠定了基础。国家对微网的研究及建设大力支持，在863及973计划中均有相关的基础项目。国内许多高校及科研院所积极开展微网相关技术的研究。在微电网的控制策略、储能技术、电力电子技术等方面取得一定进展，并对微电网控制，保护及能量管理等进行研究和实验。为实现多分布式电源的接入和保障用户高效可靠供电，可以将微网划分为多个计划性的子微网。南方电网公司的云电科技园的智能电网工程建立了一

5、种包含2个子微网的微网系统，并且具有并联和串联2种运行结构，可以在不同运行状态间切换。该微网系统采用分层控制，在中央控制器的统筹协调下，实现多子微网系统的联络线功率控制和模式切换。图1-2微电网拓扑图微网作为电网的有益补充和分布式发电的高效利用形式，微网在可再生能源大规模利用，环境质量改善，电网安全性提高和节约建设投资等方面具有重要作用，必将成为未来电力系统的重要发展方向。鉴于我国的能源短缺，环境压力大的国情现状，开展微网的研究意义重大。2.微网控制的关键技术在微电网研究领域，最为关键的技术是微电网的运行控制。微电网控制的基本要求是[3]：任一微电源的接入，不对既有的微电网系统造

6、成明显影响；能够协调微电网的发电出力与负荷，自主选择运行点；能够稳定地在并网和孤网两种模式下运行，并在两种模式之间平滑切换；可以对有功、无功进行独立控制；具有自主校正电压跌落和系统不平衡的能力。目前，已经形成三类经典的微电网控制方法：第一，基于电力电子技术“即插即用”和“对等”概念的控制方法[4]。该方法根据发电机的下垂特性将不平衡功率动态分配给各机组承担，具有简单、可靠、易于实现的优点。第二，基于能量管理系统的控制[5]。该方法采用不同的控制模块分别对有功和无功进行控制，很好地满足了微电网的多种控制要求。第三，基于多代理技术的微电网控制。该方法将计算机领域的多代理技术应用到微电

7、网，代理的自治性、自发性等特点能够很好地适应和满足微电网分散控制的要求。由于微电网有并网和孤网运行两种模式，控制方法和策略也不尽相同。2.1并网运行模式下的控制并网运行模式下，微电网通过公共并网点与大电网相连，一般采用传统的PQ控制方法，按固定联络线功率交换计划进行有功控制，而调频则一般由大电网承担。同时，微电网必须具有局部的无功电压控制能力，秉承无功就地平衡的基本原则，尽量减少微电网各电源之间以及微电网与主网之间的无功功率交换，防止引起电压越限或振荡。2.2孤网运行模式下的控制