微电网控制简介
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2020/3/31
对等控制
对等控制侧率，是基于电力电子技术中的“即插即用”和“对等”的控制思想，根据外 特性下降法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过相关的控制算法， 模拟传统电中的有功-频率曲线和无功-电压去向，事项电压和频率的自动调节，无需借助于 通信。
采用对等控制策略是，所有的DG地位“平等”，以预先设定的控制模式参与有功和无功 的调节吗，以位置系统电压和频率的稳定。当有DG因故障退出运行时，不会影响其他正常 运行的DG；当负荷增加是，可以直接加入新的采用下垂控制方法的发电机组，控制方式和 保护措施无需变化，这就是“即插即用”思想。
微电网的特点： 并网针对公共连接点 以非集中的方式协调分布式电源，减轻
电网负担 提高大电网的黑启动速度
2020/3/31
微电网的运行和控制
微电网的由两种典型的运行模式--并网模式和孤岛模式 并网模式的定义：微电网运行正常状态时，微电网与常规电网联网
运行时向电网提供多余的电能或由电网补足自身发电的不足。 孤岛模式的定义：微电网运行在非正常状态时，微电网与常规电网
（3）能量管理器能量管理器按电压和功率的预先整定值对系统进行调度，相应时间
。 为分钟级
2020/3/31
常用微电网的控制策略
01 主从控制
02 对等控制
03 04 负荷频率二次控制
联络线控制
2020/3/31
主从控制
主从站控制方式是指在微电网由于强制或计划与大电网脱离运行，工作在孤岛 状态时，一个微电源以主站的方式运行在VSI模式提供参考电压和频率，其他微 电源以从站的方式运行在PQ模式提供恒定出力。该控制方式简单、易实行，并且 对孤网运行时保证供电质量有较强的优势。但该方法也有较多的局限性： （1） 其要求选择一个电源作为主站,来负责孤网时的电压频率的稳定问题。 该主 站的选择有较大的限制性：其一，其必须具备较快的出力调节能力；其二， 其必 须具备足够大的出力。 （2） 该方法对保证孤网运行下的电能质量具有一定的作用，但其不能实现使微 电网运行在诸如电能质量、经济性、稳定性等多目标最优的状态，这与广义上的 协调控制是不符合的
当微电网运行在孤岛状态时，通过 MGCC预先设定的频率特性曲线如图所示 ，满足微电网的内功率平衡，通过在孤岛 和短路条件下验证，频率能够快速恢复， 满足要求
2020/3/31
联络线控制理论
联络线指主网和微电网之间的链接馈线（PCC）,联络线控制器负 责管理连接馈线的潮流和电压，协调微电网中个分布电源的出力，如 微电源、储能设备和可控负荷。从连接点来看微电网是一个可分离的 整体，即微电网是电网的好市民。联络线控制方法调节微电网内部的 潮流并与大电网进行功率交换，也能对PCC点提供电压支持，还能够 对主网与微电网交换的有功和无功功率进行控制，并允许微电网的孤 岛运行，更重要的是可用来补偿某些新能源，如风能和太阳能发电的
2020/3/31
负荷频率二次控制理论
当微电网运行在孤岛运行时，微电网 内负荷不平衡，储存单元就类似于同步发 电机采用二次调节恢复电压和频率，二次 控制主要指P/f下垂特性的移动实现控制。 可采用如下两个方法：本地二次控制通过 每一个可控微电源的控制器来实现，有 MGCC主导的集中二次控制。两种情况的 原动机的无功功率目标值都由频率偏差来 确定。
主要内容
•微电网提出的背景与意义 •微电网的定义与特点 •微电网的运行和控制 •微电网的控制策略 •微电网的控制方式
2020/3/31
微电网提出的背景和意义
集中式发电
优势 •实现大规模，远距离的电能传输 •资源优化配置和电能的统一调度 •利于电力市场的开放
弊端 •成本高，运行难度大 •不能灵活的跟踪负载的变化 •对于偏远地区的负荷不能理想供电 •难以满足供电可靠性、安全性、多样性需求 •不能满足节能和环保的要求
脱离运行，此时由自身的微电源和储能元件协调控制提供一段时间 电能以满足微电网内部需求和稳定。 微电网控制的主要目标 • 调节微电网内的功率潮流，实现功率解耦控制 • 调节微电源出口电压，保证局部电压稳定 • 孤岛模式下，提供电压频率参考，实现微电源快速响应和功率负担 • 平滑自主实现与主网分离、并联或者二者过度
。 间歇性
2020/3/31
微电网的控制方法
所有的控制方法都应当满足下列要求： 1、新的微电源的接入不对大系统造成威胁 2、能够自主的选择系统运行点 3、平滑与大电网联网或解耦 4、对有功、无功可以根据动态的要求进行独立的结构控制。
2020/3/31
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。 （1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主网
的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应是 毫秒级的。
（2）保护协调器饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。当主网 故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。其某些情况下微电 网中 重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网分离。 当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。
2020/3/31
微电网提出的背景Hale Waihona Puke Baidu意义
分布式发电 优势
•满足负荷增长需求、提供可靠性高、经济学好、多样性供电 •污染少、能源综合利用率高、安装地点灵活 •与大电网互为备用
缺点 •单机接入成本高、控制困难 •分布式电源的不可控性、电网出现故障时，限制隔离来处置
2020/3/31
微电网定义与特点
微电网（Micro-Grid）也译为 微网，是一种新型网络结构， 是一组微电源、负荷、储能系 统和控制装置构成的系统单元 。微电网是一个能够实现自我 控制、保护和管理的自治系统 ，既可以与外部电网并网运行 ，也可以孤立运行。微电网是 相对传统大电网的一个概念， 是指多个分布式电源及其相关 负载按照一定的拓扑结构组成 的网络，并通过静态开关关联 至常规电网。 开发和延伸微电 网能够充分促进分布式电源与 可再生能源的大规模接入，实 现对负荷多种能源形式的高可 靠供给，是实现主动式配电网 的一种有效方式，是传统电网 向智能电网过渡。
对等控制
对等控制侧率，是基于电力电子技术中的“即插即用”和“对等”的控制思想，根据外 特性下降法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过相关的控制算法， 模拟传统电中的有功-频率曲线和无功-电压去向，事项电压和频率的自动调节，无需借助于 通信。
采用对等控制策略是，所有的DG地位“平等”，以预先设定的控制模式参与有功和无功 的调节吗，以位置系统电压和频率的稳定。当有DG因故障退出运行时，不会影响其他正常 运行的DG；当负荷增加是，可以直接加入新的采用下垂控制方法的发电机组，控制方式和 保护措施无需变化，这就是“即插即用”思想。
微电网的特点： 并网针对公共连接点 以非集中的方式协调分布式电源，减轻
电网负担 提高大电网的黑启动速度
2020/3/31
微电网的运行和控制
微电网的由两种典型的运行模式--并网模式和孤岛模式 并网模式的定义：微电网运行正常状态时，微电网与常规电网联网
运行时向电网提供多余的电能或由电网补足自身发电的不足。 孤岛模式的定义：微电网运行在非正常状态时，微电网与常规电网
（3）能量管理器能量管理器按电压和功率的预先整定值对系统进行调度，相应时间
。 为分钟级
2020/3/31
常用微电网的控制策略
01 主从控制
02 对等控制
03 04 负荷频率二次控制
联络线控制
2020/3/31
主从控制
主从站控制方式是指在微电网由于强制或计划与大电网脱离运行，工作在孤岛 状态时，一个微电源以主站的方式运行在VSI模式提供参考电压和频率，其他微 电源以从站的方式运行在PQ模式提供恒定出力。该控制方式简单、易实行，并且 对孤网运行时保证供电质量有较强的优势。但该方法也有较多的局限性： （1） 其要求选择一个电源作为主站,来负责孤网时的电压频率的稳定问题。 该主 站的选择有较大的限制性：其一，其必须具备较快的出力调节能力；其二， 其必 须具备足够大的出力。 （2） 该方法对保证孤网运行下的电能质量具有一定的作用，但其不能实现使微 电网运行在诸如电能质量、经济性、稳定性等多目标最优的状态，这与广义上的 协调控制是不符合的
当微电网运行在孤岛状态时，通过 MGCC预先设定的频率特性曲线如图所示 ，满足微电网的内功率平衡，通过在孤岛 和短路条件下验证，频率能够快速恢复， 满足要求
2020/3/31
联络线控制理论
联络线指主网和微电网之间的链接馈线（PCC）,联络线控制器负 责管理连接馈线的潮流和电压，协调微电网中个分布电源的出力，如 微电源、储能设备和可控负荷。从连接点来看微电网是一个可分离的 整体，即微电网是电网的好市民。联络线控制方法调节微电网内部的 潮流并与大电网进行功率交换，也能对PCC点提供电压支持，还能够 对主网与微电网交换的有功和无功功率进行控制，并允许微电网的孤 岛运行，更重要的是可用来补偿某些新能源，如风能和太阳能发电的
2020/3/31
负荷频率二次控制理论
当微电网运行在孤岛运行时，微电网 内负荷不平衡，储存单元就类似于同步发 电机采用二次调节恢复电压和频率，二次 控制主要指P/f下垂特性的移动实现控制。 可采用如下两个方法：本地二次控制通过 每一个可控微电源的控制器来实现，有 MGCC主导的集中二次控制。两种情况的 原动机的无功功率目标值都由频率偏差来 确定。
主要内容
•微电网提出的背景与意义 •微电网的定义与特点 •微电网的运行和控制 •微电网的控制策略 •微电网的控制方式
2020/3/31
微电网提出的背景和意义
集中式发电
优势 •实现大规模，远距离的电能传输 •资源优化配置和电能的统一调度 •利于电力市场的开放
弊端 •成本高，运行难度大 •不能灵活的跟踪负载的变化 •对于偏远地区的负荷不能理想供电 •难以满足供电可靠性、安全性、多样性需求 •不能满足节能和环保的要求
脱离运行，此时由自身的微电源和储能元件协调控制提供一段时间 电能以满足微电网内部需求和稳定。 微电网控制的主要目标 • 调节微电网内的功率潮流，实现功率解耦控制 • 调节微电源出口电压，保证局部电压稳定 • 孤岛模式下，提供电压频率参考，实现微电源快速响应和功率负担 • 平滑自主实现与主网分离、并联或者二者过度
。 间歇性
2020/3/31
微电网的控制方法
所有的控制方法都应当满足下列要求： 1、新的微电源的接入不对大系统造成威胁 2、能够自主的选择系统运行点 3、平滑与大电网联网或解耦 4、对有功、无功可以根据动态的要求进行独立的结构控制。
2020/3/31
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。 （1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主网
的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应是 毫秒级的。
（2）保护协调器饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。当主网 故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。其某些情况下微电 网中 重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网分离。 当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。
2020/3/31
微电网提出的背景Hale Waihona Puke Baidu意义
分布式发电 优势
•满足负荷增长需求、提供可靠性高、经济学好、多样性供电 •污染少、能源综合利用率高、安装地点灵活 •与大电网互为备用
缺点 •单机接入成本高、控制困难 •分布式电源的不可控性、电网出现故障时，限制隔离来处置
2020/3/31
微电网定义与特点
微电网（Micro-Grid）也译为 微网，是一种新型网络结构， 是一组微电源、负荷、储能系 统和控制装置构成的系统单元 。微电网是一个能够实现自我 控制、保护和管理的自治系统 ，既可以与外部电网并网运行 ，也可以孤立运行。微电网是 相对传统大电网的一个概念， 是指多个分布式电源及其相关 负载按照一定的拓扑结构组成 的网络，并通过静态开关关联 至常规电网。 开发和延伸微电 网能够充分促进分布式电源与 可再生能源的大规模接入，实 现对负荷多种能源形式的高可 靠供给，是实现主动式配电网 的一种有效方式，是传统电网 向智能电网过渡。