含多种分布式电源的微电网过程控制策略.pdf

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1、第32卷第5期电力自动化设备Vol．32No．52012年5月ElectricPowerAutomationEquipmentMay2012含多种分布式电源的微电网控制策略王鹤1，22，李国庆（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206；2.东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012）摘要：针对微电网的并网与孤岛运行方式以及2种运行方式之间的转换，提出了一种含多种分布式电源的微电网控制策略。该控制策略中微电网中心控制器连续监测微电网和大电网的运行状态并对微电网进行统一的协调控制：对于并网运行的微电网，当检测到孤岛状态时

2、立即切换到孤岛运行控制方式；对于孤岛运行的微电网，通过选择主调频电源实现微电网频率的无差调节，避免了下垂控制产生的频率偏差；微电网重新并网时，通过采用电压灵敏度分析方法调节并网接口处的电压幅值并监视与大电网的电压相位差，实现微电网运行方式的平稳切换。采用PSCAD／EMTDC软件对含多种分布式电源的微电网进行仿真分析。仿真结果表明，提出的控制策略能够维持微电网的稳定运行，并能实现微电网并网与孤岛运行方式的平稳过渡。关键词：微电网；分布式发电；控制；电压测量；灵敏度分析中图分类号：TM61；TM743文献标识码：A文章编号：1006-

3、6047（2012）05-0019-05的微电网并网与孤岛运行控制策略。仿真实验结果0引言表明：所选电力电子接口设备和采用的控制方法能够很好地配合微型燃气轮机、燃料电池和光伏电池的发分布式发电具有广泛的经济和社会效益，但分电特性；提出的控制策略能够维持微电网的稳定运布式电源单机接入成本高、控制困难等问题限制了其行，且能实现微电网运行方式的平稳过渡。大规模投入使用。微电网将分布式电源、负荷、储能及控制装置结合在一起，形成一个统一自治的可控1微电网的结构与组成小型发配电系统，能有效解决大电网与分布式电源间的矛盾，推动分布式发电技术发展［

4、1-2］。分布式电源的本文构建的微电网主体结构如图1所示。特性决定了其不能直接和电网相连，需电力电子接MCDC／ACDC／DC直流光伏口设备的支持。为维持微电网的稳定运行，需对分布逆变器变换电路电池LC式电源和相应的电力电子接口设备进行有效控制［3］。10kV380V负荷1蓄电池DC／AC近年来，大量文献对微电网的建模、控制、优化MGCCMC逆变器运行以及稳定性进行了广泛的研究［4-9］，文献［7］分MCDC／ACDC／DC直流燃料别对微电网的并网及孤岛运行方式进行研究，详细介逆变器变换电路电池LC绍了逆变器的恒功率控制（PQ控制）

5、和恒压恒频控负荷2制（U-f控制）方法。文献［8-9］主要研究逆变器的下DC／ACAC／DC微型燃垂控制方法，通过模拟电力系统中发电机频率和有逆变器整流器气轮机MC永磁同LC蓄电池功、电压和无功之间的下垂特性来协调多个分布式步电机负荷3电源，具有较好的应用前景。现有文献大多没有考虑图1微电网结构下垂控制引起的稳定频率偏差对电能质量、储能装置Fig.1Structureofmicrogrid以及孤岛并网的影响，且大多只是分别研究微电网在整体控制策略上，采用文献［10］中实验室微的并网及孤岛运行方式，并提出相应的控制策略，对电网的分层控

6、制结构。微电网中心控制器MGCC2种运行方式之间的转换没有进行深入的研究。（MicroGridCentralController）和负荷控制器LC（Load本文选择微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电Controller）、微电源控制器MC（MicrosourceController）PV（PhotoVoltaic）作为微电网中的分布式电源，并根间需建立可靠的通信连接。MGCC安装在中压-低压据分布式电源的发电特性分别选择了合适的电力电变电站，用来对微电网进行统一的协调控制，并负责子接口设备，利用PSCAD／EMTDC软件搭建微电网微电

7、网与大电网之间的通信与协调；LC和MC从属仿真实验平台。在此基础上，对微电网并网及孤岛于MGCC，分别对负荷和微电源进行控制。运行方式的转换进行深入的研究，提出了一种有效1.1分布式电源收稿日期：2011-12-26；修回日期：2012-03-21微型燃气轮机具有高燃料利用效率、低废气排放电力自动化设备第32卷水平、低初始安装费用等优点。本文选择高速单轴设定的运行点和负荷运行状态传递给相应的MC和结构的微型燃气轮机［11］LC，其结构紧凑、可靠性高，当，MC控制分布式电源逆变器按照设定值输出所前应用较广泛。它可以直接驱动永磁同步电机

8、，发出需的有功功率和无功功率，LC按照要求调整负荷。的高频交流电经过整流和逆变后向电网或者负荷供2.2微电网孤岛运行电。为了提高微型燃气轮机发电系统的响应速度，本当微电网孤岛运行时，与大电网的连接断开。文在整流器和逆变器之间的直流侧安