无平衡节点孤岛运行微电网的潮流计算方法研究
计及时序特性的孤岛微电网运行模拟方法
2018 年第 7 期
21
研究与开发
及时序特性的运行模拟方法，基于孤岛微电网的潮 流模型，考虑储能的充放电以及微电网的弃发电与 切负荷，形成计及时序特性的孤岛微电网运行模拟 方法，文中采用 Benchmark 0.4kV 低电压微电网作 为算例，利用广东某供电局实际的配电网光伏、风 电出力数据以及负荷曲线进行仿真，验证所提方法 的有效性。
研究与开发
计及时序特性的孤岛微电网运行模拟方法
廖进贤 杨家豪 王紫瑶 吴秦瑛
（厦门大学嘉庚学院，福建 漳州 363105）
摘要 当需要对孤岛微电网进行规划设计、可靠性评估或者优化调度时，通常需要对孤岛微 电网在一定时间内的运行状态进行连续模拟，以掌握孤岛微电网的实际运行特性。本文提出一种 计及时序特性的孤岛微电网运行模拟方法，首先建立计及下垂控制策略的孤岛微电网潮流计算模 型，其次充分考虑储能充放电、切负荷以及弃发电策略，提出计及时序特性的孤岛微电网运行模 拟流程，最终以 Benchmark 0.4kV 低电压微电网以及实际数据进行算例分析，验证本文方法的有 效性。
1 孤岛微电网潮流计算
1.1 潮流方程 PQ 节点需列写有功与无功平衡方程，PV 节点
仅需列写有功平衡方程，方程形式为
⎧⎨⎩ ΔΔQPii
= =
PCi + PDi − PLi − Pi QCi + QDi − QLi − Qi
（1）
式中，PCi 和 QCi 分别为节点 i 恒功率电源注入的有 功和无功，例如光伏、风电等采取 MPPT 控制方式 的 DG 属于此类电源；PDi 和 QDi 分别为节点 i 具有 下垂控制特性的设备注入的有功和无功，例如柴油
基于双层迭代的孤岛微电网前推回代潮流计算
基于双层迭代的孤岛微电网前推回代潮流计算秦政;常俊晓;高挺;陈音璇【摘要】鉴于传统的配电系统潮流计算方法不再适用于微电网,提出了一种新颖的前推回代法用于求解无平衡节点的孤岛微电网潮流.该方法设置了内外双层迭代策略,在内层采用传统的前推回代法,在外层采用频率和电压联合修正,很好地解决了孤岛微电网频率偏移问题.最后通过含5个DG(分布式电源)的IEEE 33节点孤岛微电网算例仿真,结果表明,与BFGS信赖域方法相比,本文所提MBFS(改进前推回代)方法不仅具有计算准确、易于实现的优点,还能适应不同增益的下垂控制场景,为微电网的分析与规划提供了有力工具.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】6页(P27-32)【关键词】下垂控制;孤岛微电网;潮流计算;内外双层迭代;前推回代【作者】秦政;常俊晓;高挺;陈音璇【作者单位】国网浙江省电力有限公司台州供电公司, 浙江台州 318000;国网浙江省电力有限公司台州供电公司, 浙江台州 318000;国网浙江省电力有限公司台州供电公司, 浙江台州 318000;国网浙江省电力有限公司台州供电公司, 浙江台州318000【正文语种】中文【中图分类】TM7440 引言微电网是由DG（分布式电源）、负荷、能量转换装置、储能装置、监控与保护装置等组成的小型配电系统，具有运行方式、控制模式灵活多变等特点，能高效地实现多类型DG就地分散并网，已成为新一代智能配电网的重要组成部分[1-2]。
正由于微电网运行方式、控制模式的多样性，使得传统的配电系统潮流计算方法不适用于微电网的潮流计算，因此，必须针对微电网的运行控制策略来计算其潮流分布。
微电网的运行方式主要分为并网运行和孤岛运行2种[3]。
在并网运行模式下，配电系统可以为微电网提供稳定的功率，以维持微电网的频率恒定，一般将并网点设置为平衡节点，而所有的DG节点一般设置为PQ节点或PV节点[4]，因此在并网运行模式下，微电网的潮流计算方法与传统配电系统潮流计算方法并无本质区别。
孤岛模式下的微电网频率的协调控制研究_李涵
输出功率。
（２） 柴 油 发 电 机 的 频 率 控 制 策 略
与采用 ＶＳＩ接 口 的 蓄 电 池 不 同，柴 油 发 电 机 直接并入电网，柴油发电机的输出电流电压的频 率与原动机有直接联系。柴油发电机在含有比例 环节的调速器的作用下控制原动机输入的机械功 率，从而对频率进行下垂控制。由于惯性的作用， 原动机输入的机械功率变化缓慢，一般为几ｓ到 几十ｓ。调速器的控制原理如图７所示，图中ｋ 为 下垂系数，ω 为 发 电 机 转 速，Ｐｍ 和 Ｐｅ 分 别 为 发 电机的机械功率和电磁功率。
第 ２８ 卷 第 １２ 期
电力科学与工程
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１２
５６
２０１２ 年 １２ 月
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｄｅｃ．，２０１２
孤岛模式下的微电网频率的协调控制研究
李 涵，王 毅，张丽荣，刘均鹏
（华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 ０７１００３）
测微电网系统频率与频率参考值的偏差计算出整 个微电网系统 的 有 功 功 率 缺 额，ＭＧＣＣ 再 将 此 缺
２．１ 频 率 分 层 协 调 控 制 策 略 的 基 本 原 理 风力发电、光伏发电等可再生能源出力的不
可预测性、随机性和间歇性使得微电网孤岛运行 时的频率控制具有一定难度。如何快速有效地协 调具有动态调节能力的柴油发电机和蓄电池的有 功输出是保障系统频率质量的关键。尤其在系统 频率发生大幅度波动时，单靠柴油发电机和蓄电 池储能都不能很好地维持系统频率动态稳定。
子设备较多而惯性较小的问题，其对频率的动态支
持的响应时间最快，为第一层控制。蓄电池通过控
制电流快速响应外环的频差信号，在频率动态过程
高电压与绝缘技术论文微电网并网与孤岛运行模式切换的研究描述
第1章前言第1章前言1.1选题的背景及研究的目的和意义由于煤、石油和天然气等一次能源的日益枯竭，以及人们对能源的依赖程度日益增大，能源问题越来越制约着我国电力系统的发展。
而燃煤为主的火力发电造成大气环境污染、化石燃料大量排放造成的温室效应导致气候变暖等问题已经成为了全球性的难题。
因此如何保证电力能够安全与稳定的供应成为了亟待解决的问题。
电力生产在最初阶段的方式是集中发电、远距离输电、大电网之间相互联系，其过程存在三个特点：即电力生产的整体性、同时性与随机性。
整体性与同时性即发电、输电和供配电的过程是不可分割的并且同时进行的，其中任何一个环节出现问题，电力生产都将难以完成。
而电力生产的随机性则指负荷、设备异常情况以及电能质量等都在随时变化着，因此在电力生产中需要做到实时调度与安全监控，能够跟踪随机事件的动态情况，以确保电网的安全运行。
但是电力建设成本高，运行难度比较大，已经越来越难以满足当今社会对电力的可靠性和安全性的需求。
近几年来，我国多个地区出现罕见的用电高峰，期间的多次事故给国家和人民造成了重大的经济损失。
美欧地区也有很多国家发生过多次大面积停电事故，致使大电网的脆弱性日益暴漏出来。
现如今，一次能源日益枯竭，环境污染问题也日益严重，传统大电网的脆弱性日益暴漏，致使全球化电力市场改革进程加快，在此背景下有学者提出了分布式发电系统这个概念。
分布式发电被认为是减少环境污染、提高能源的利用效率、增强电能供应的可靠性以及可以满足社会发展对电力日益增长的需求等的一种有效的解决途径。
分布式电源经常分散布置在用户的周围，其发出功率为数千瓦到百兆瓦不等。
相比于传统的集中式供电，分布式电源的安装位置比较灵活，并且比较分散，能更好的利用当地的资源分布，更能适应电力的需求；并且分布式电网与大电网之间又可以相互备用，有效地提高了电能的利用率，供电可靠性明显增强；输电和变电的过程中又可以减轻故障对其造成的影响，可以有效的提高电能质量；能够避免各地区电网之间由于电压和频率波动而相互造成的影响，从而可以防止由于局部电力故障而造成电网大面积的停-1 -电事故，等等。
孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究[J]_R2010
![孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究[J]_R2010](https://img.taocdn.com/s3/m/a967ef4fbe23482fb4da4cd1.png)
孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究周华锋1,涂卫平1,刘皓明2(1 中国南方电网电力调度通信中心,广东广州510623;2 河海大学能源与电气学院,江苏南京210098)摘要:微电网有联网运行和孤岛运行2种运行方式,孤岛运行时风力发电、光伏电池等分布式电源出力不稳定。
为此,以收益最大为优化目标,计及可中断负荷和后备电源的作用,建立有功功率优化控制的数学模型。
通过算例仿真,验证了所提模型在微电网孤岛运行下有功功率优化控制的有效性。
关键词:微电网;孤岛运行;可中断负荷;后备电源中图分类号:T M727 文献标志码:A 文章编号:1007 290X(2010)07 0001 04O ptimal Strategy of Active Power in Microgrid Islanded OperationZ HOU H ua f eng1,TU Wei ping1,L IU Ha o m ing2(1 CSG Po w er D ispatching&Com munication Cente r,G uangzh ou,G uangdong510623,China;2 Co l o f Ener gy and Electr ic Engineer ing,Ho hai U niv ,N anjing,Jiangsu210098,Ch ina)Abstract:A micro gr id ma y co nnect to main gr id o r oper ate independe nt ly W hen it o pe ra tes independently,the act ive po w er o ut puts o f some distr ibute d po wer so ur ces,such as w ind po we r g ener atio n and photo vo ltaic cells,are not stable T he ref o re,a mathem atical m odel o f act ive pow er optimiza tio n contr o l is built,taking into acco unt the respo nse of inter r uptible lo ads and stand by gener ato r s,to get ma xim ized pro fit T he simulatio n r esults sh ow th at the pr o posed mo de l is eff ective f or the o ptima l ac tiv e pow er co ntr ol in the standalo ne micro gr idKey words:micro gr id;islanded o per ation;inter ruptible lo ad;sta ndby g enera tor推广可再生能源、发展绿色电力是当前电力工业领域的热门议题,其主要目的是应对世界范围的一次能源危机和日益恶化的环境问题。
计及DG出力相关性的孤岛微电网蒙特卡洛法概率潮流
计及DG出力相关性的孤岛微电网蒙特卡洛法概率潮流苏凯森;杨家豪;郑泽蔚;弓新月【摘要】孤岛微电网缺乏主网的支撑,分布式电源(distributed generator,DG)出力的随机性以及负荷的波动性都将对系统频率及电压造成影响.为准确分析孤岛模式下微电网的运行状态,提出一种计及DG出力相关性的孤岛微电网概率潮流计算方法.首先简化孤岛微电网节点分类,将潮流方程表达成统一形式;其次,在考虑DG出力的相关性下运用蒙特卡洛法进行抽样计算,从而获得概率潮流结果;最终以Benchmark 0.4 kV低压微电网系统作为算例,验证了文中方法的有效性.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】7页(P95-101)【关键词】孤岛微电网;蒙特卡洛法;概率潮流;相关性【作者】苏凯森;杨家豪;郑泽蔚;弓新月【作者单位】厦门大学嘉庚学院,福建漳州363105;厦门大学嘉庚学院,福建漳州363105;厦门大学嘉庚学院,福建漳州363105;江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏南京211103【正文语种】中文【中图分类】TM71230 引言近年来，微电网(microgrid，MG)技术得到快速发展[1-2]，其离网孤岛运行的能力大大提高了供电可靠性，且对于海岛、偏远地区等，孤岛型微电网也成为了解决供电问题的有效方案。
由于无平衡节点，缺乏主网支撑，通常孤岛型微电网采用对等控制方式[3]，即通过采取下垂控制策略的分布式电源(distributed generator，DG)、储能装置(energy s￣t￣o￣r￣age，ES)等共同参与微电网的频率与电压的调节。
诸如光伏、风电这一类DG的出力具有较强的随机性，同时负荷也存在波动，对微电网的频率及电压质量造成影响，而孤岛微电网的潮流计算是分析基础。
文献[4—8]建立了孤岛微电网的潮流模型，其中文献[6—7]基于信赖域算法提高潮流计算收敛性，文献[8]提出类奔德斯分解方法较好地提升潮流收敛速度。
孤岛运行模式下的微电网能量调度研究
通常，微电网与大电网并网运行，互为补 充，这种运行模式能让微电网灵活运行。但是， 一旦当大电网遇到紧急情况发生停电事故时， 微电网就会脱离主网，独自运行，尤其是在牧 区、海岛这些大电网无法送电的区域。因此，孤 岛运行模式下负荷的供给全部由网内的分布式 电源和储能装置承担。此外，当网内的可控分布 式电源出力与不可控分布式电源出力无法满足 负荷需求时，应调配储能装置释放电能供给差 额负荷，若电量有富余，则可为储能装置充电以 备不时之需[4]。
为使微电网经济性和环境性达到最大程度 优化，针对孤岛运行模式，制定如下的优化调度 策略：
⑴ 优先使用新能源发电，即风、光可再生能 源；
⑵ 若风、光充分发电已无法满足负荷需求 时，MT 和 FC 判断发电成本，选择合适发电单元 发电；
⑶ 若风、光充分发电，MT 和 FC 满足负荷需 求的同时，有剩余电量，则对储能装置进行充电；
i=1
（3-1）
式中： - 一个优化周期内的时段总数；
N - 可控分布式电源的个数；
- 第 个分布式电源的燃料费用；
- 为第 个分布式电源的运行维护费
用；
- 可控分布式电源的环境治理费用；
- 第 种排放物的惩罚单价，排放类型有
NOx，SO2 和 CO2； - 第 个分布式电源第 类排放物的排
放系数。
子可由式（4-1）计算求出。
=
+（ - ） ， ~ （ ） （4-1）
式中： 为粒子当前的最佳位置， 为群体
的全局最优位置。
所有粒子通过式（4-2）更新其位置[6]：
xij = pij +α C j − xij ln (1 u )，if γ ≥ 0.5
xij
=
pij
−α
微电网及其孤岛利用的研究
微电网及其孤岛利用的研究1.1 微电网为了提高分布式发电系统供配电的可靠程度，以及解决分布式发电系统的各种并网问题，提出了微电网（micro-grid）的概念，由于使用的能源为可再生能源具有绿色环保的特点，所以成为各国的重点研究方向[10]。
1.1.1 微电网的概念微电网是由小型分布式发电装置与其连接的负荷和低压配电网组成的一个发配电系统，同样能看成一个控制局部能量需求关系的基于分布式发电装置的小电网[5]。
微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
微电网的主要有点有以下几点：（1）微电网和其他热电站或水电站相比，微电网的规模很小，且消耗的是清洁能源，从而减少了环境污染，有效改善能源结构，提高对新能源的开发利用。
（2）微电网中负载和发电装置之间的距离很短，和传统电网相比不需要建立各种变电站，电能运输距离短减少了损耗，提高了能量利用率，免去了很多对传统电站的大量投资。
（3）微电网因为有着独立控制的供配电体系，一般不会突然造成用户停电，保证了供电的可靠，而且电网发生故障时便于维修。
（4）微电网的发展促进了分布式发电系统的大力发展，使电力市场化进度加快，又由于建设成本的降低会使得市场电价更便宜。
1.1.2 微电网的运行模式微电网和分布式并网系统类似，有两种不同的运行状况，并网运行和孤岛运行。
微电网的并网运行模式：在这种运行状况下，微电网视为传统电网中的一部分参与运行。
微电网的电压和频率等参数远小于电网的这些特征参数，所以微电网会受到大电网的钳制而保持电压，频率趋于稳定，并且处在正常范围内，根据微电网中发电装置的输出功率和负载需求功率的满足情况来决定是向电网输出或者吸收功率。
微电网的孤岛运行模式：在电网跳闸后，微电网会与电网断开从而单独向负载供电，但是由于失去大电网的钳制会是频率和电压发生跳动，导致不满足微电网中各电力设备正常运行是的额定频率和电压。
微电网的孤岛运行技术研究与实践
微电网的孤岛运行技术研究与实践微电网的孤岛运行技术研究与实践微电网是指由可再生能源（如风能、太阳能等）和传统能源（如电池、微型燃气轮机等）相结合的小型电力系统，可以为特定用途或区域提供电能。
在某些情况下，微电网可能需要在与主电网断开的情况下独立运行，这被称为孤岛运行。
本文将探讨微电网的孤岛运行技术研究与实践。
一、孤岛运行技术的必要性孤岛运行技术是微电网的核心要素之一。
当主电网发生故障或停电时，孤岛运行技术可以确保微电网继续供电。
此外，在某些地方，主电网并不稳定或无法提供稳定的电力，此时微电网需要能够孤岛运行，确保可靠的电力供应。
二、孤岛运行技术的关键要素1. 智能能源管理系统（EMS）智能能源管理系统是微电网孤岛运行的核心控制系统，负责监控和调度微电网内的各种能源设备。
它需要能够实时获取能源设备的状态信息，并根据需求合理调度能源的使用和储存，以确保孤岛运行时的稳定供电。
2. 储能技术储能技术是微电网孤岛运行的重要组成部分。
通过将过剩能量存储到电池或其他储能设备中，微电网可以在主电网断开的情况下持续供电。
储能设备需要具有较高的能量密度、高效率以及长周期的使用寿命。
3. 传感器与通信技术传感器和通信技术在微电网的孤岛运行中起着关键的作用。
传感器可以实时监测微电网中能源设备的状态和能源需求，从而为能量管理系统提供准确的数据。
同时，通信技术可以确保各个设备之间的信息传输和协调。
4. 微电网的市场运营机制微电网的市场运营机制也是孤岛运行技术中的重要一环。
市场运营机制需要建立合理的能源价格和交易模式，吸引用户参与能源交易，并提供足够的激励措施，以促进微电网的可持续发展和孤岛运行能力。
三、微电网孤岛运行技术的实践案例与展望1. 德国某市的微电网德国某市通过建设微电网实现了孤岛运行。
该微电网利用光伏发电、风力发电和储能技术，可以在主电网断电时为居民提供持续供电。
该微电网还通过市场运营机制，鼓励用户参与能源交易，提高了能源利用效率。
配电网潮流计算及重构算法的研究
配电网潮流计算及重构算法的研究一、概述随着能源转型的推进和智能电网的快速发展，配电网作为电力系统的末端环节，其安全、稳定、经济运行的重要性日益凸显。
配电网潮流计算及重构算法作为配电网优化运行的关键技术，对于提高配电网的供电质量、降低网损、增强系统的稳定性等方面具有重要意义。
深入研究配电网潮流计算及重构算法具有重要的理论价值和实际应用价值。
配电网潮流计算是分析配电网运行状态的基础，通过计算各节点的电压、电流、功率等参数，可以评估配电网的运行状态，为配电网的优化调度和故障分析提供依据。
配电网重构算法则是通过改变配电网中开关的状态，调整配电网的运行方式，以达到优化配电网运行的目的。
配电网重构不仅可以改善电压质量、降低网损，还可以提高配电网的供电可靠性和经济性。
目前，配电网潮流计算和重构算法的研究已取得了一定的成果，但仍存在一些挑战和问题。
例如，配电网结构复杂，节点众多，如何快速准确地完成潮流计算是一个难题配电网重构涉及到开关的优化组合问题，如何设计高效的算法来求解最优解也是一个亟待解决的问题。
本文旨在深入研究配电网潮流计算及重构算法，探讨其理论和方法，为配电网的优化运行提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍配电网潮流计算的基本原理和方法，包括前推回代法、牛顿拉夫逊法等，并分析各种方法的优缺点和适用范围。
重点研究配电网重构算法的设计和实现，包括基于遗传算法、粒子群算法等智能优化算法的重构算法，以及基于启发式规则的重构算法等。
通过对不同算法的性能进行比较和分析，本文旨在找到一种既快速又准确的配电网重构算法，以提高配电网的运行效率和供电质量。
本文将通过仿真实验和实际案例分析，验证所提算法的有效性和可行性，为配电网的优化运行提供实际的技术支持和解决方案。
同时，本文还将对配电网潮流计算及重构算法的未来发展趋势进行展望，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
1. 配电网的重要性及其在电力系统中的位置配电网是电力系统中的重要组成部分，负责将电能从高压输电网或变电站输送到终端用户。
微电网孤岛检测理论及方法研究
微电网孤岛检测理论及方法研究微电网孤岛检测的方法，一般情况下可分为三类：主动检测方法、被动检测方法和开关状态检测方法。
其中主动式频率偏移孤岛效应检测法作为一种相对较为成熟的技术，兼有检测效率高、灵敏度高、实现简单的优点。
但是此技术也具有相应的弊端，系统的品质因数较高时，主动频率偏移检测法会产生一些延迟，这将不利于孤岛检测，导致检测失败。
针对传统主动频率偏移法的缺点，对扰动波形实行进一步的优化，研发了一种新型的检测方法。
与传统的检测法方法相比，采取新方法进行孤岛检测时，产生的总谐波失真量减小了，而且检测速度提高，改善了检测盲区。
标签：微电网；孤岛检测；主动频率偏移法1 概述在全球气候变暖和环境污染严重的问题之下，世界各国将研究的重点投向风能、太阳能等等这些新能源的领域，进而实现节能减排、绿色可持续发展的道路。
微电网技术地提出能够很好地顺应我国的基本国情，是近几年发展起来的比较新型的电网模式[1]。
本文主要针对微电网孤岛检测理论及方法进行研究，面对着地球资源的日趋浪费、枯竭，顺应了国家的可持续发展道路，提出了分布式发电技术中的新型孤岛检测方法以顺应国家发展新能源的政策。
2 微电网的定义及优势微电网它也叫为微网，它通常由分布式电源、储能装置、负荷、能量转换装置等组成的一种规模不大的新型供配电系统。
它可以不借助外力实现自我控制、自我保护、自我管理的一种自治系统，微电网不仅能够和大电网配合使用，也能够自己独自工作[2]。
同集中式大电网相比较，微电网系统主要利用是“自发自用、余量上网、电网调剂”的有运行机制。
它与负荷侧接近，这就在很大程度上减少了远程输送的费用并且降低了在传输过程中的线路损耗，不仅如此还节约了电力的投资及运行成本[3]。
3 微电网的孤岛效应近几年，孤岛成为了电力系统研究界的新宠儿，即使提出微电网技术，但是孤岛依然是问题的核心。
伴随着分布式发电和微电网在技术方面越来越成熟，孤岛运行越来越成为研究学者感兴趣的课题。
微电网孤岛检测理论及方法研究
２ ０ １ ７ 年 第１ 期ｌ 科技创 新与应 用
微 电网孤 岛检 测理论 及 方法研 究
张 继 红பைடு நூலகம் 吉 醅
（ １ 、 内蒙古科技 大学， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ２ 、 包头供 电局 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ） 摘 要： 微 电网孤 岛检测的方法， 一般情况下可分为三类 ： 主动检测方法、 被动检测方法和开关状 态检测方法。 其中主动式频率偏 移 孤 岛效应 检 测 法作 为一 种相 对 较 为成 熟 的技 术 ， 兼 有检 测 效 率 高 、 灵 敏度 高、 实现 简单 的优 点 。 但是 此技 术也 具 有相 应 的弊 端 ， 系统的品质 因数较高时， 主动频率偏移检测法会产生一些延迟， 这将不利于孤 岛检测 ， 导致检测失败。针对传统主动频率偏移法 的缺点， 对扰动波形 实行进一步的优化 ， 研发 了一种新型的检测方法。 与传统的检测法方法相 比， 采取新方法进行孤 岛检测 时， 产
生的 总谐 波 失 真量 减 小 了 ， 而且检 测 速度 提 高 ， 改 善 了检 测盲 区。 关键 词 ： 微 电网； 孤 岛检 测 ； 主 动频 率 偏移 法
１概述 ４ 孤 岛检 测方 法 在 全球 气 候 变暖 和 环境 污 染严 重 的问 题之 下 ， 世 界 各 国 将研 究 微 电 网孤 岛 检 测 的方 法 ， 一 般 情 况 下 可 分 为三 类 ： 主 动 检 测方 的 重 点投 向风 能 、 太 阳能 等 等 这些 新 能 源 的领 域 ， 进 而 实 现 节能 减 法 、 被 动检 测 方法 和 开关 状 态检 测方 法 【 ５ ） 。 其 中应 用 最广 泛 的方 法是 排、 绿 色可 持续 发 展 的道 路 。微 电 网技 术 地 提 出 能够 很 好 地顺 应 我 主 动检 测 法 中 的频率 偏 移检 测 法 （ Ａ Ｆ Ｄ） 。 由于传 统 的 Ａ Ｆ Ｄ法 存 在着 国的基本国情 ， 是近几年发展起来的比较新型的电网模式＿ １ Ｊ 。 检 测盲 区 ， 所 以 为了 降低 检 测 盲 区 的存在 以及 扰 动对 电 能质 量 的危 本 文 主要 针 对微 电网孤 岛检 测理 论 及 方 法进 行 研究 ， 面 对着 地 害 ， 也 为 了 降低 由负 载性 质 导 致 的 孤 岛检 测 失 败 ， 提 出了 带 判 断 负 球 资源 的 日趋 浪 费 、 枯竭 ， 顺 应 了国 家 的可 持 续 发展 道 路 ， 提 出 了分 载 性 质 的正 反馈 频 率偏 移检 测 法 。 布 式 发 电技 术 中 的新 型 孤 岛检 测 方 法 以顺 应 国 家发 展 新 能 源 的政 图１ 所 描述 的是 判 断负 载并 施 加 正 反馈 改 进 Ａ Ｆ Ｄ微 电网 孤 岛 策。 检测方法流程图， 从上图可 以看出 ， 首先给系统施加一定的扰动， 当 ２ 微 电 网的 定义 及优 势 投 入扰 动 ，观 察 注入 的 电网 电流 以及正 常 的 电 网 电压 频 率 的 多少 ， 微 电 网它 也 叫 为微 网 ， 它通 常 由分 布 式 电 源 、 储能装置 、 负荷 、 通 过 大小 的 比较 进 而决 定 以下 的流 程走 向 。 能量 转 换 装置 等 组成 的一 种规 模不 大 的新 型 供 配 电系统 。 它 可 以不 带 判 断 负 载 性 质 的 正反 馈 频 率偏 移 法 有 效 的把 孤 岛 检测 的被 此 种 方法 主要 是 利用 控 制并 网逆变 器从 借助 外 力 实现 自我控 制 、 自我保 护 、 自我 管 理 的一 种 自治 系统 ， 微 电 动 法 和主 动法 有 效 的结 合 。 网不仅能够和大电网配合使用 ， 也能够 自己独 自工作［ ２ １ 。 而 达 到控 制 系统 的输 出扰动 实 现 系统 的孤 岛检 测 。 换 句 话 即是 在改 同集中式大电网相 比较 ， 微电网系统主要利用是 “ 自发 自用 、 余 进 的频 率 偏移 法 的一 种 新算 法 。他 的主 要 工作 原 理 即是 ： 首 先 利用 量上 网 、 电 网调剂 ” 的有 运 行机 制 。 它与 负 荷侧 接 近 ， 这 就 在很 大 程 数 据采 集 模块 然 后对 公 共连 接 点 的 电压 进行 采 集 ， 此 后通 过 锁 相环 度上 减 少 了远 程 输送 的费用 并 且 降低 了在 传输 过 程 中的线 路 损耗 ， 的作 用 来 得 到 电压 的具 体相 位 和频 率 。 在 此 种孤 岛 检测 的 方法 中首 不仅 如 此 还节 约 了 电力 的投 资及 运 行 成本 『 引 。 先 建模 ， 然 后对 新 算法 改 写 ， 这 在其 中有 ： 过／ 欠 电压 、 过／ 欠 频 率 和带 ３ 微 电 网的孤 岛效应 判 断 负 载性 质 的正 反 馈 主 动 频 率 偏移 法 ； Ｐ ＷＭ 驱 动 模块 的作 用 主 近几年 ， 孤 岛成 为 了 电力 系统 研 究 界 的新 宠儿 ， 即使 提 出微 电 要 能够 产 生 Ｐ ＷＭ波 动 ，用 来 通过 改 变 电力 电子 器件 来实 现 电 流 的 网技 术 ， 但 是 孤 岛依然 是 问 题 的核 心 。伴 随 着 分 布式 发 电 和微 电 网 改变。 在 此 系统 中 ， 将 会投 入 突变 量 的扰 动 ， 此 突变量 扰 动 的 目的 即 在技 术 方 面越 来 越成 熟 ， 孤 岛运 行 越来 越 成 为 研究 学 者 感 兴趣 的课 为通 过 基 波分 量用 来 产 生 出一 定 的偏 移 相角 ， 并 且 没 有大 的扰 动来 题。 对 系统 进 行干 扰 。 当系 统工 作 在并 网运 行 中时 ， 公 共 连接 点 因 为在 由分 布 式 电 源 和微 电网 组 成 的 系统 当 出现 系 统 故 障 或 者 是 系 大电网的作用下 ， 即使存在着多种的电流扰动也不可能使公共 连接 统检 修 而跳 闸时 ，每 个独 立 的 分 布式 电源 没能 很 快 的感 应 到 停 电 ， 点 的 电压 发 生 改 变 ， 因此 逆 变 器与 大 电 网的频 率 保 持 同步 ， 输 出 的 从 主 系统 中脱 离 出来形 成 一 个 通 过 分 布 式 电 源持 续 的给 周 围负 荷 电 流 和 电 网 的电 压 也会 存 在 相 同 的相 位 。若 是 系统 突然 出现 故 障 供 电 的这样 一 个 孤 岛 。孤 岛运 行它 又 被 叫做 孤 岛效 应 ， 它是 从 主 系 时 ， 此 时负 载 的阻 抗 与并 网 逆变 器 的输 出 电流将 会 对逆 变 器 的输 出 统 中脱 离 出来 的某 部 分配 电网 络 。 通 过一 个 或几 个 分 布式 电 源单 独 电压 、 频 率 造成 影 响 。 利 用 此种 检 测方 法 ， 它通 常 会对 邻 近 的两个 周 供电， 以系 统 固定 的 电压 频 率 持续 工作 。孤 岛 它 主要 包 含 分 布式 电 期进 行 比较 ， 同时 观察 注 入 的 电 网电 流 以及 正 常 的电 网 电压频 率 的 源、 负荷 、 独 立 的有 源 配 电 网 。 多少 ， 从 而 对系 统 所带 的负 载 的性 质 进行 判 断 。最后 利 用 上述 确 定 的负载性质对扰动信号实施正反馈的作用。 此种检测方法能够很好 地减 少 了 由负 载性 质对 系统 造 成 的影 响 ， 同时这 在 一定 程 度上 提 高 了 电能 的 质量 ， 符 合用 电的 安全 可靠 性 ， 实现 了用 户 对 用 电 的需求 ， 关 键 的 一点 还 减少 了孤 岛检 测所 需要 的时 间 。
孤岛下的微电网研究(文集)
微电网中的应用，超级电容器在微电网中的应用，孤岛模式 下的微电网，低压微电网中的功率传输特性，微电网控制策略
中国学术期刊文辑（2013）
目
录
一、孤岛模式下的微电网 孤岛模式下的微电网低频减载策略分析 1 国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景 孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究 孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究 二、微电网检测技术研究 光伏并网逆变器的自适应微电网检测技术 21 含储能装置的直流微电网控制系统研究 26 16 7 11
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ ０ １ ０ ２ １ ２ ０ １ １ ０ １ ２ ５ － － － － ） 。 国家自然科学基金资助项目 （ ５ ０ ９ ０ ７ ０ ０ ８，间差距过大 。 文献 ［ 采用多代理系统控制架构 ， ７ 当微电网出现紧急 情 况 时 ， 通过各代理的信息交互 采取相应的动作 ， 以 保 证 微 电 网 的 频 率 稳 定。但 文 ］ 献［ 都没有提出定量准确计算有功缺额的方法 。 ６ ７ － ］ 文献 ［ 提出基于频率变化率和转动惯量估算有 ８ １ ２ － 功缺额的方法 ， 在紧 急 情 况 下 可 以 实 施 较 准 确 的 低 频减载策略以恢复 系 统 频 率 ， 但上述研究都是针对 大电网进行的 。 针对 孤 岛 运 行 模 式 下 的 微 电 网 ， 本文提出了通 过试验方法获取系 统 等 效 转 动 惯 量 的 方 法 ， 并进一 步提出了根据频率变化率和等效转动惯量估算有功 缺额的方法和相应的定量低频减载策略 。
１ 微电网的动态仿真模型
微电网中包含各种分布式电源 ， 例如风电机组 、 光伏发电系统 、 微型燃气轮机发电系统 、 燃料电池发 电系统和储能设 备 。 这 些 分 布 式 电 源 特 性 不 一 ， 由 局部逆变控制并网 ， 共同支撑微电网的运行 。 本文构建的典型微电网系统如图 １ 所示 。
微电网潮流分析
微电网潮流分析摘要：近年来微电网发展迅猛，掌握微电网的网架结构就需要对其进行潮流分析，本文主要讲解了分布式电源及其节点处理类型、PWM换流器节点类型以及控制策略对微电网潮流的影响，这对于构建大规模的微电网有着重要的意义。
关键词：微电网；潮流分析；节点类型引言：微电网的迅速发展，这对于微电网的潮流计算要求越来越严格。
本文主要分析了分布式电源对微电网潮流的影响，PWM换流器的节点类型，分布式电源节点处理方法和控制策略对潮流计算的影响，这为以后微电网的潮流计算奠定了基础。
1分布式电源对微电网潮流的影响当前配电网一般为闭环设计开环运行，用户侧无电源。
分布式电源接入配电网形成微电网后，辐射状的网络将变成用户互联的闭环网络，潮流方向已不想以往那样单向的从变电站母线流向负荷，有可能会出现回流等情况。
因此需要对微电网的潮流分布重新进行分析。
分布式电源的接入会对配电网产生一系列的影响，主要包括以下几个方面内容：1）电压：分布式电源接入配电网后，由于馈线上的传输功率减少以及分布式电源输出的无功功率，使得沿馈线的各负荷节点处的电压有所升高，但是升高的程度与分布式电源的接入位置及发电量的相对大小有关。
2）损耗：分布式电源的接入会改变线路潮流的大小与方向，可能减小也可能增大系统损耗，这取决于分布式电源的接入点、网络的拓扑结构、负荷量的相对大小等因素。
3）继电保护：传统的配电网继电保护装置不具有方向性，当接入分布式电源后，配电网成为一个闭环的多电源系统，这就要求其保护设备应具有方向性，因此对传统继电保护装置提出了挑战。
4）可靠性：分布式电源的接入可能提高系统的可靠性，也可能降低系统的可靠性。
这取决于大电网和分布式电源之间的协调能力。
5）电能质量：分布式电源的接入会对配电网产生一定程度的扰动，不仅会引起电压闪烁，同时也会产生大量的谐波。
6）故障电流：分布式电源的接入提高了配电网的故障电流水平。
但是在微电网系统中，由于存在各种分布式电源，使得微电网的节点类型比较复杂，既有常规的交流型节点，也有交直流混合的新型节点。
微网孤岛运行研究
（2）主动式孤岛检测 主动式检测方法就是为了解决功率匹配而形成的检测盲区问题。其基本思想是在并网逆
变器的输出中加入较小的电流、频率或相位扰动信号。在并网逆变器正常并网运行时，电网 可以等效为无穷大电压源，公共点的电压及频率被钳位，加入的扰动无法检测出来；一旦并 网逆变器与电网断开，处于孤岛运行状态，扰动信号通过同一方向不断扰动，当输出变化超 出规定的阀值时就能检测出孤岛发生。
1、三相 VSI 数学模型
图 1：三相电压源型逆变器（VSI）结构模型图 （1.1）
V：电压幅值； ：电压的频率； ：初始相角，取决于电力系统的稳态运行点
由图 1 知：
（ 1.2 ）
park 变换：
又 是逆变器端电压的相角
，
=>
（1.3） （1.4）
2、三相 VSI 控制器的设计
在该设计中采用双环控制，内环为电流控制，外环在并网模式下为 PQ 控制，在孤岛模 式下外环分 V/f 控制和下垂（Droop）控制。控制器结构图如图 2 所示。
功率控制方程如下：
图 4：并网恒功率外环控制结构
实际测量的有功、无功功率计算式为：
（2.9） （2.10）
（2.11） （2.12）
2.2.2、孤岛 V/f 控制
在孤岛运行模式下，微电网失去电网电压和频率的支撑，此时若仍采用恒功率控制，那 么当逆变器的输出功率大于或小于负荷功率需求时，系统的电压和频率将会升高或降低，超 出电力系统允许的范围，甚至造成系统的不稳定，即使切换时刻输出功率与负荷功率需求完 全匹配，之后负荷的变化仍可能会造成负荷与微电源的功率不匹配，造成系统的失稳。所以 在进入孤岛运行状态后，逆变器自身要承担起电压和频率的调节作用，并根据负荷需求调整 逆变器的输出功率。控制器结构如下图所示：
存在假电气孤岛情况下的地区电网潮流计算
存在假电气孤岛情况下的地区电网潮流计算黄小耘【摘要】地区电网EMS由于只有本地信息,在电气拓扑上会出现假孤岛的情况,使得孤岛间的潮流计算不可能.为了在以上的情形下能够进行地区电网潮流计算,本文提出了利用上级调度自动化系统下发数据以解决该问题的两种方法:①上一级调度下发状态估计后母线电压相角信号；②同步测量相量系统的应用.地区电网自动化系统根据相角数据修正其状态估计以解决假电孤岛下的地区调度员潮流计算问题.上面两种方法的灵活运用提高了地区调度员潮流计算的精度,且系统的维护又较为直观方便.%Area power networks have only local information, an there are phenomena of false electric islands. These phenomena make the power-flow calculation between two electric"islands"impossible. To solve the above problem, this paper describes 2 methods: (l)The upper dispatcher center sends the bus phasor data to the area EMS;(2)The application of phasor measurment system. Th area networks Energy Management System(EMS) can solve the power-flow calculation problem by adjusting the state estimation with the phasor measurments obtained from the above two methods. The application can solve the problem of power-flow calculation in area networks when there are false electric islands in a proper accuracy,and the maintenance of the system is simple and intuitive.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2012(024)005【总页数】4页(P144-147)【关键词】地区电网;外网等值;电压相电测量;调度员潮流计算;能量管理系统【作者】黄小耘【作者单位】广东电网公司佛山供电局,佛山528000【正文语种】中文【中图分类】TM734地区电网的配电网（包括110 k V的高压配电网）一般开环运行，地区电网的调度员合环潮流计算是在合环操作前进行潮流计算以校核设备是否过载，在电网安全运行方面有很大作用。
浅析海上孤岛电网最优潮流计算方法
浅析海上孤岛电网最优潮流计算方法
张海锋
【期刊名称】《资源节约与环保》
【年(卷),期】2017(0)6
【摘要】本文介绍的海上孤岛电网最优潮流计算方法是一种基于运筹学的最优非线性规划问题,在满足孤岛电网各节点正常功率平衡及各种安全约束的条件下,求以网损、电压偏差和发电费用为目标函数的最优潮流分配,最优潮流问题把海上电网的经济调度、质量控制和安全运行协调起来,对海上孤岛电网的规划和运行有着重要的意义.
【总页数】3页(P100-102)
【作者】张海锋
【作者单位】中海石油技术检测有限公司天津 300452
【正文语种】中文
【相关文献】
1.孤岛运行的微电网潮流计算方法研究
2.浅析光储微电网孤岛系统的储能控制措施
3.孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究
4.考虑频率波动的孤岛微电网在线三相概率潮流计算方法
5.海上DPP平台孤岛电网智能化应用实践
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无平衡节点孤岛运行微电网的潮流计算方法研究针对去平衡节点孤岛运行微电网系统的无平衡节点、且有下垂控制分布式
电源装置的特性，本文提出一种改良的孤岛微电网潮流计算方法，通过引入两个辅助因子，将原非线性潮流方程分解为一组欠定线性方程、一组超定线性方程与一组辅助向量间的关系函数，分两步对变换后的方程进行迭代求解。
一旦实现，将在满足系统稳定运行的基础上，优化功率分配，实现微网运行费用最小的目标，提高微电网系统的可靠性与经济性。
标签：电力系统;微电网;孤岛运行;无平衡节点
1、引言
微电网潮流计算作为微电网稳定分析、优化配置的基础，是一个重要的研究领域。
在微电网并网运行时，其潮流计算与配电网潮流计算相似。
而孤岛运行的微电网在对等控制下，系统内不存在平衡节点，且存在下垂控制的DG，需对系统频率进行求解[[[] 彭寒梅，曹一家，黄小庆，等. 无平衡节点孤岛运行微电网的连续潮流计算[J]. 中国电机工程学报，2016，36（08）：2057-2067.]]，故传统的潮流计算方法不再适用，需研究更适合孤岛微电网潮流计算的算法。
从当前孤岛微电网潮流计算的研究结果来看，部分方法采用优化的思想对潮流方程进行求解，如基于高斯赛德尔技术和牛顿拉夫逊法进行计算等，但该类算法均存在参数过多，调参复杂的问题，且LM算法存在尾部效应，难以适应高精度要求的计算[[[] 任永捷，冯某. 基于改进牛顿-拉夫逊法的潮流分析计算方法研究[J]. 北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011，28（011）：286-287.]]。
另一种思路是把原潮流问题分解为传统潮流计算和下垂节点更新两个子问题，但收敛速度较慢[[[] 李培帅，施烨，吴在军，等. 孤岛微电网潮流的类奔德斯分解算法[J]. 电力系统自动化，2017，41（014）：119-125.]]。
为此，有必要提出一种改良的孤岛微电网潮流计算方法，通过引入两个辅助因子，将原非线性潮流方程分解为一组欠定线性方程、一组超定线性方程与一组辅助向量间的关系函数，分两步对变换后的方程进行迭代求解[[[] 王晓娅，马国春. 两种改进的非线性方程组四阶迭代求解法[J]. 杭州师范大学学报：自然科学版，2015.]]。
经算例对比验证，该算法具有收敛速度快、鲁棒性强和计算时间短的特点。
2、基本原理
2.1、引入潮流计算公式
潮流计算在数学上可归结为求解非线性方程组，其数学模型[[[] 李婷婷. 小阻抗直角坐标牛顿潮流算法发散机理研究[D]. 大连海事大学，2012.]]简写如下：
2.2、改写方程
通过将式（1）中所有常数项移到等式右侧，并保留PV节点电压幅值，可将式（1）改写为如下形式：
2.3、引入辅助因子
2.4、潮流初值设定
设定潮流状态变量初值x0，取迭代次数k=0，设定收敛精度?，最大迭代次数kmax，系统频率ω0、电压幅值U0与相角初值δ0，取y0=f-1（Cx0）。
3、模型求解
完成对潮流方程的变换后，可采用两步法对变换后的方程进行求解，具体步骤如下：
3.1、步骤1
4、结论
用MATLAB、PSCAD和PowerWorld仿真，并与牛顿拉夫逊法（N-R）、单步自适应LM算法（A-LM）、三步LM法（MTLM）进行对比，在初值变化下记录不同算法的不收敛次数如表1所示（运行次数为100次）：
同时，对比4种算法在1000次蒙特卡罗模拟中耗费时间如表2所示：
通过辅助因子的引入以及采用两步法求解方程，当初值x0与方程的真实解偏离较远时，经典的牛顿法容易出现不收敛或收敛较慢的情形。
本文通过构造一个最小二乘问题，寻找满足约束下尽可能接近真实解的線性化点，可以有效提高收敛性与鲁棒性。