微电网的仿真与实验系统Ⅱ——建模仿真及实现
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第３ Ｏ卷 第 １ Ｏ期
２１ ０ １年 １ Ｏ月
实 验
室 研
究
与
探
索
Ｖ ０ ． Ｏ ＮＯ １ １３ ． ０ Ｏｃ ． ２ １ ｔ ０１
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩ ＯＮ Ｎ Ｉ ＬＡＢＯＲＡＴ０ＲＹ
微 电网 的仿 真 与 实验 系统 Ⅱ一 建模 仿真 及 实现
解 大 ， 顾 羽洁 ， 徐 涛 ， 艾 芊 ， 张 明 ， 金之检
（ 上海 交通 大学 国家 能源智 能 电 网（ 上海 ） 研发 中心 ， 上海 ２ ０ ４ ） ０ ２ ０
摘 要 ： 中基 于 美 国 西 部联 合 电 网 （ ｓ ｒ ｙｔ ｓＣ ｏｄｎｔ ｇＣ ｕ ｃ ， 文 Ｗｅｔ ｎ Ｓ ｓ ｍ ｏｒｉａ ｎ ｏｎ ｉ ｅ ｅ ｉ ｌ
以控 制风 力发 电输 出 的有 功功 率 。 随着 电池 技 术
和 电力 电 子 技 术 的 发 展 ， 电 池 储 能 系 统 （ ａ ｅ 蓄 Ｂ ｔｒ ｔｙ Ｅ ｅ ｙＳｏａｅＳｓ ｍ， Ｅ Ｓ 在 电力 系 统 中 的应 用 也 ｎｒ ｔｒｇ ｙｔ Ｂ Ｓ ） ｇ ｅ
得 到 了很 大 促 进 。 因此 ， Ｂ Ｓ 将 Ｅ Ｓ与 风 力 发 电 单 元 相 结 合 ， 仅有 利于减 少风 电场输 出波 动对 电 网的影 响 ， 不 对 风 电场 的有 功功 率输 出进 行 控 制 ， 可 以 改善 并 网 还 风 电场 的稳定 性 问题 。 蓄 电池储 能技 术 是 柔性 交 流 输 电技 术 中 的一 种 ， 其 中风 电场 与 Ｂ Ｓ Ｅ Ｓ单 元 连 接 示 意 图 如 图 ２所 示 。 ＢＳ Ｅ Ｓ主 要 由蓄 电池 组 、 流 器 、 制装 置 和 变压 器 组 换 控 成， 可等 效成 由变 流器 模 型 和 电池 的 电化 学 等效 电路 两部分 。能 量双 向流动 的变 流器可 实 现直流 侧 的蓄 电
Ｂｕ ８ Ｂｕ ３ ｓ ｓ Ｇ： ５ Ｖ
．
ＬＤ２
— —
Ｂｕ ｌ ｓ
Ｂｕ ７ ｓ
Ｉ
＿ Ｖ ３ ３ ５ Ｔ ３ Ｇ ’ ２ １ Ｖ １ ｊ
厂 Ｉ ７
｝ ｎ
ＢＵ ２ ｓ ５ ５Ｖ ２
Ｂｕ ５ ｓ
Ｂｕ ４ ｓ ５ ２５Ｖ
５ ５Ｖ ２
三
口
Ａ ｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｓ ｉｓｏ ｅ ｗｏ ｋ ｍｏ ｅ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔｏ ｎ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓｂｕｌ ， ｉｈ １ ｓ ｄ ｏ ｈ Ｓ ｔ ａ ｔ Ａ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ ｎ ｔ ｒ ｄ ｌｗｉｈ ｓ ｎ ｈ ０ ｉａ ｉｎ ｉ ｖ ｒｉ ｎ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｗａ ｉ ｗｈ ｃ Ｓｂａ ｅ ｎ ｔｅ Ｗ ＣＣ ｔ
事 电力 系 统 仿 真 技 术 与 智能 电 网研 究 。Ｅｍａ ： ｉｄ＠ ｓｕ ｅｕ ｅ ｉ Ｘｅａ ｊ ．ｄ ．ｌ ｌ ｔ １
５ ４
实 验 室 研 究 与 探 索
第３ 卷 ０
分别 完成 了风 力发 电 系统 、 伏 阵 列 模 型 与逆 变 并 网 光 接 口模 型的设 计与 仿真 。最终 利用 逆变并 网接 口模 型 模拟 了微 电网接入 标 准输 电 网 的仿 真 ， 对输 电 网 系统 进行 有 功与无 功功 率 的平 衡 ， 现 系 统 频 率 与 电压 幅 实 值 的稳定 。控 制方 法在 动态模 拟实 验室 得到 验证 。
ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｈ ａ ｏ ａｏ ｙ ｃ ｎｄｔｏ ｓ ｔ ｔｉ ｏ ｖ ｌ ｇ ｎ ｏ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ｄ ｔｏ ｓ Ａｌ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ａｇ ｒｔ ｍｓ ｃ ｉｖ ｄ ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｏ ｉ ｎ ，ｈａ ｓ ｌｗ－ ｏ ｔ ｅ ａ ｄ ｌ ｗ－ ａ ａ ｉｙ ｃ ｎ ｉｉｎ ． ｌ ｈ ｉ ｌｔｏ ｌ ｏ ｉ ｈ ｉ ａ ｈ
中图分 类号 ：Ｍ６ ， Ｍ １ Ｔ １ Ｔ ９ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ６— １ ７ ２ １ ） ０—０ ５ １ ０ ７ ６ （０ １ １ ０ ３—０ ５
Ａ Ｍｉｒ ｉ ｍｕａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｔｅ ｔ ｇ Ｓｙ ｔ ｍ ｃ ｏ Ｇｒ Ｓｉ ｌｔ ｎ ｓ ｉ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
与无功 负荷发 生突 变时 ， 电网的 接入 使 上 级 输 电 系统 的 有 功 与无 功 功 率 能 微
够 实现 就地 平衡 ， 并保持 系统 频 率 与 电压 幅值 的稳 定 。整 个微 电 网 系统 仿 真
环 境设 定均按 照 实验 室所 能达到 的低 电压低 容量 条件 下完成 。 文 中所有 仿 真 算法及 结果 均在 Ｐ ｃ Ｄ Ｅ Ｄ ｓ Ａ ／ ＭＴ Ｃ软件 环境 及动 态模拟 实验 室中得 到 验证 。 关 键 词 ： 电 网 ； 率调 节 ；电压调 节 ； 微 频 建模 ；Ｐ Ｃ Ｄ； 态模 拟 ＳＡ 动
ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｗｈｅ ｈ ｃｉ ｅ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ａ ｎ ｏ ｎ ｅ ｕ ｄ ｎ ｃ ｎ ｅ，ｈ ｕ ｅ ｉｒｔａ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｌｚ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｎ ｅ ｃｉ ｏ ｄ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒａ ｓ ｄ ｅ ｈａ ｇ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒｏ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒ ａｉｅ ｖ ｖ ｔ ｅ ｉ ｉｕ ａａ ｃ ｏ ｃ ｉｅ ｎｄ ｅ ｃ ｉｅ ｏ ｒ， ｓ ｗｅｌ ｓ ｈ ｓａ ｉｉａｉｎ ｆ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏｔ ｇ ｍ ａ ｎｔ ｅ ｎ ｈ ｎ ｓｔ ｂ ｌｎ ｅ ｆ ａ ｔ ａ ｒ ａ ｔ ｐ ｗｅ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ｔｂ ｌｚ ｔｏ ｏ ｈ ｓ ｓｅ ｖ ｌａ ｅ Ｓ ｖ ｖ ｇｉ ｕｄ ａ ｄ ＆ｅ ｕｅ ｃ ｗｉｈ ｔ ｅ ｈ ｌ ｆｔ ｃ ｅ ｓ ｏ ｃ ｏ ｇ ｉ ． ｒｈｅｍ ｏ ｅ，ｈ ｉ ｕ ａｉｎ ｏ ｈ ｃ ｏ ｇ ｉ ｙ ｔ ｍ ｄ ｌｃ ｎ ｂ ｑ ｎ ｙ， ｔ ｈ ｅｐ ｏ ｈｅ ａ ｃ ｓ ｆｍｉ ｒ ｒｄ Ｆｕ ｔ ｒ ｒ ｔ ｅ ｓｍ ｌｔｏ ｆｔ ｅ ｍｉｒ — ｒｄ ｓ ｓｅ ｍｏ ｅ ａ ｅ
ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｃ ｏ ｇ ｉ ｎ ｕ ｅ ｉｒｇ ｉ ｎｄ ｔ ｕ ｐ ｒ ｆｍｉｒ ｒｄ ｆ ｒ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｖ ｌａ ｅ ｏ ｕ ｒｏ ｒｄ． ｅ ｏ ｎ ｃ ｉ ｆｍｉｒ ｒｄ ａ ｄ ｓ ｐ ｒｏ ｒｄ ａ ｈｅ ｓ ｐ ｏ ｔｏ ｃ ｏ ｇ ｉ ｏ ｏ ｑ ｅ ｃ ｎ ｏ ｔｇ ｆｓ ｐｅ ｉｒｇ ｉ Ｔｈ
ＷＳ Ｃ ３机 ９节点 系统 ， 立 了 １个带有 逆 变并 网接 １的输 电 网模 型 ， Ｃ） 建 ： ２ 并利 用
逆 变 并 网接 口模 型 模 拟 了微 电 网 与 上 级 输 电 网 的 连 接 ， 微 电 网对 上 级 电 网 对
电压 与频 率的 支持 情 况进行 了数 字仿 真 。仿 真 结果表 明在 上 级 输 电 网的有 功
√
口 三
Ｂｕ ６ ｓ ５ ２５Ｖ Ｔ Ｂｕ ９ ｓ Ｇ４
Ｓｓ １ ＶＡ ＝ ０ｋ ＵＢ ５ ＝ ２５Ｖ
ｆ １５Ｖ ６
图 １ 输 电 ｌ 统 模 型 不 意 线路基 准 电压 Ｕ ０ｋ Ａ， ＝ ５ ５Ｖ ２ 。发 电机 Ｇ 额定 电压 为 １５Ｖ， 角 为 ０ 发 电 ６ 相 。； 机 Ｇ 额定 电压为 １０ Ｖ， ： ８ 额定 有功输 出为 １ ． Ｖ 相 ６ ３ｋ Ａ， 角为 ９０ ８ ； 电机 Ｇ ．０ 。发 额定 电压 为 １８Ｖ， ３ 额定 有功 输 出为 ８ ５ｋ Ａ， ． Ｖ 相角为 ４ ３５ ； 压器 Ｔ Ｔ 变 比分 别 ．４ 。变 ～ 为 １５ ５ ５ １０ ５ ５ １８ ５ ５ 系统 负 载 分 别 为 Ｌ ， ６ ／ ２ 、８／ ２ 、 ３／ ２ ； Ｄ ＝
（ ｓ ｒ ｙｔ ｏｒｉ ｔ ｇＣ ｕ ｃ ）９Ｂ ｓｓｓ ｍ． ｈ ｙ ｃｒｎｚｔ ｎ ｉｖｒ ｏ ｎｅ ａ ｅｍｏｅ ｓ ｌ ｅ ｈ Ｗｅｔ ｎ Ｓｓ ｍｓＣ ｏｄｎ ｉ ｏｎ ｉ ｅ ｅ ａｎ ｌ 一ｕ ｙｔ Ｔ ｅ ｓｎｈｏｉ ｉ ｎ ｅ ｉｎ ｉｔ ｆｃ ｄｌ ｉ ａ ｄ ｔｅ ｅ ａｏ ｓ ｒ ｍｕ ｔ
Ｉ． ｄ ｌ ｇ， ｉ ｌ ｉｎ ａ ｄＡ ｐｉ ｔ ｎ Ｉ Ｍｏ ｅｉ Ｓｍｕａ ｏ ｎ ｐ ｌａｉ ｎ ｔ ｃ ｏ
Ｘ Ｅ Ｄ Ｇ ｕ ｉ， Ｘ ａ ． Ａ ｉｎ Ｚ Ａ ＧＭｉ ／ ａ， Ｕ Ｙ －ｅ ｊ Ｕ Ｔｏ ＩＱａ Ｈ Ｎ ｎ ｇ， ＪＮ Ｚ ｉｉｎ ｌ ｈ－ａ ｊ （ Ｓ Ｃ，ｈｎ ｈ ｉ ｉｏ ｎ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎ ｈｉ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ Ｓ Ｇ Ｓ ａ ｇａ Ｊ ｔ ｇＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ４ ， ｈ ） ａ ｏ ｅｉ ｎ
基 于石化 能源 日益 枯 竭 和 环境 保 护 的考 虑 ， 及 以
分布 式能 源组织 方 式 和结 构 ， 有 灵 活 的运 行 方式 和 具 调 度 性 能 ， 电 网 提 供 了 高 效 、 全 、 靠 地 电 能 为 安 可
供应 。
电力 系统 结构 的不 断老 化 ， 用 清 洁 能 源 的分 布 式 发 利 电技 术受 到广 泛 的关 注 与重视 。微 电 网是 一种 新型 的
收 稿 日期 ：０ ０一ｉ ２１ ２—１ Ｏ 基金项目 ： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（ １７ ０ ２ ５０ ７ ９ ）
微 电网 在 国 内处 于 起 步 阶段 ４ ， 。 目前 鲜 有 关 于 建 立微 电网仿 真与 实验 系统 的文献 报道 。微 电网仿 真
与 实验 系统在微 电网 的模 型 基 础 上 ， 结合 硬 件 仿 真平
ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｈ ｖ ｅ ｎ ｖ ｒｆｅ ｎ ｔ ｅ ＰＳ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｉ ｄ ｉ ｈ ＣＡＤ ／ ＥＭ ＴＤＣ ｓ ｆ ｒ ｎ ｙ ａ ｃ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｌｂ． ｉ ｏｔ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｌ ｔ ａ ｗａ ｏ
池组 与交 流 电网之 间的能量 交换 。
１ 标 准 输 电 网 系统 模 型
在 基于 ＷＳ Ｃ Ｃ ３机 ９节点 系统 下 ， 立 了能够 满足 建 动态 模拟 实验 室条 件 的标 准 输 电 网系统 仿 真 模 型 ， 并
且加 入 了微 电 网接 口模 型 ， 图 １ 示 。 如 所
台开发 出的仿 真系 统 ， 系统 满 足 对 微 电 网并 网和孤 该
立 运行 等实验 的实 验要 求 。 本 文针对 实验 室 条件 下 建 立 了标 准 输 电 网模 型 ，
作者简介： 解
大 （９ ９一） 男 ， 龙 江 哈 尔 滨人 ， 士 ， 教 授 ， １６ ， 黑 博 副 从
１ ０＋ｊ． ＶＡ， Ｄ ３ ５ｋ Ｌ ４＝９＋ ３ ｋ ｊ ＶＡ，Ｄ５＝１ ． ｊ Ｖ Ｌ ２ ５＋ ５ ｋ Ａ。
图 ２ 电 Ｉ 与 蓄 电 池 储 能 系 统 连 接 不 意 图 碉
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉｒ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃｏ ｇｉ ｄ；￣ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｊｓｍｅ ｔ ｏｔｇ ｅ ｕａｉｎ；ｍｏ ｅｉｇ Ｓ ＡＤ；ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｌｔ ｎ ｑ ｅ ｃ ｄｕ ｔ ｎ ；ｖ ｌ ｅｒｇ ｌｔ ａ ｏ ｄ ｌ ；Ｐ Ｃ ｎ ｙ ａ ｃｓｍｕａｉ ｏ
０ 引 言
２１ ０ １年 １ Ｏ月
实 验
室 研
究
与
探
索
Ｖ ０ ． Ｏ ＮＯ １ １３ ． ０ Ｏｃ ． ２ １ ｔ ０１
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩ ＯＮ Ｎ Ｉ ＬＡＢＯＲＡＴ０ＲＹ
微 电网 的仿 真 与 实验 系统 Ⅱ一 建模 仿真 及 实现
解 大 ， 顾 羽洁 ， 徐 涛 ， 艾 芊 ， 张 明 ， 金之检
（ 上海 交通 大学 国家 能源智 能 电 网（ 上海 ） 研发 中心 ， 上海 ２ ０ ４ ） ０ ２ ０
摘 要 ： 中基 于 美 国 西 部联 合 电 网 （ ｓ ｒ ｙｔ ｓＣ ｏｄｎｔ ｇＣ ｕ ｃ ， 文 Ｗｅｔ ｎ Ｓ ｓ ｍ ｏｒｉａ ｎ ｏｎ ｉ ｅ ｅ ｉ ｌ
以控 制风 力发 电输 出 的有 功功 率 。 随着 电池 技 术
和 电力 电 子 技 术 的 发 展 ， 电 池 储 能 系 统 （ ａ ｅ 蓄 Ｂ ｔｒ ｔｙ Ｅ ｅ ｙＳｏａｅＳｓ ｍ， Ｅ Ｓ 在 电力 系 统 中 的应 用 也 ｎｒ ｔｒｇ ｙｔ Ｂ Ｓ ） ｇ ｅ
得 到 了很 大 促 进 。 因此 ， Ｂ Ｓ 将 Ｅ Ｓ与 风 力 发 电 单 元 相 结 合 ， 仅有 利于减 少风 电场输 出波 动对 电 网的影 响 ， 不 对 风 电场 的有 功功 率输 出进 行 控 制 ， 可 以 改善 并 网 还 风 电场 的稳定 性 问题 。 蓄 电池储 能技 术 是 柔性 交 流 输 电技 术 中 的一 种 ， 其 中风 电场 与 Ｂ Ｓ Ｅ Ｓ单 元 连 接 示 意 图 如 图 ２所 示 。 ＢＳ Ｅ Ｓ主 要 由蓄 电池 组 、 流 器 、 制装 置 和 变压 器 组 换 控 成， 可等 效成 由变 流器 模 型 和 电池 的 电化 学 等效 电路 两部分 。能 量双 向流动 的变 流器可 实 现直流 侧 的蓄 电
Ｂｕ ８ Ｂｕ ３ ｓ ｓ Ｇ： ５ Ｖ
．
ＬＤ２
— —
Ｂｕ ｌ ｓ
Ｂｕ ７ ｓ
Ｉ
＿ Ｖ ３ ３ ５ Ｔ ３ Ｇ ’ ２ １ Ｖ １ ｊ
厂 Ｉ ７
｝ ｎ
ＢＵ ２ ｓ ５ ５Ｖ ２
Ｂｕ ５ ｓ
Ｂｕ ４ ｓ ５ ２５Ｖ
５ ５Ｖ ２
三
口
Ａ ｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｓ ｉｓｏ ｅ ｗｏ ｋ ｍｏ ｅ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔｏ ｎ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓｂｕｌ ， ｉｈ １ ｓ ｄ ｏ ｈ Ｓ ｔ ａ ｔ Ａ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ ｎ ｔ ｒ ｄ ｌｗｉｈ ｓ ｎ ｈ ０ ｉａ ｉｎ ｉ ｖ ｒｉ ｎ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｗａ ｉ ｗｈ ｃ Ｓｂａ ｅ ｎ ｔｅ Ｗ ＣＣ ｔ
事 电力 系 统 仿 真 技 术 与 智能 电 网研 究 。Ｅｍａ ： ｉｄ＠ ｓｕ ｅｕ ｅ ｉ Ｘｅａ ｊ ．ｄ ．ｌ ｌ ｔ １
５ ４
实 验 室 研 究 与 探 索
第３ 卷 ０
分别 完成 了风 力发 电 系统 、 伏 阵 列 模 型 与逆 变 并 网 光 接 口模 型的设 计与 仿真 。最终 利用 逆变并 网接 口模 型 模拟 了微 电网接入 标 准输 电 网 的仿 真 ， 对输 电 网 系统 进行 有 功与无 功功 率 的平 衡 ， 现 系 统 频 率 与 电压 幅 实 值 的稳定 。控 制方 法在 动态模 拟实 验室 得到 验证 。
ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｈ ａ ｏ ａｏ ｙ ｃ ｎｄｔｏ ｓ ｔ ｔｉ ｏ ｖ ｌ ｇ ｎ ｏ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ｄ ｔｏ ｓ Ａｌ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ａｇ ｒｔ ｍｓ ｃ ｉｖ ｄ ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｏ ｉ ｎ ，ｈａ ｓ ｌｗ－ ｏ ｔ ｅ ａ ｄ ｌ ｗ－ ａ ａ ｉｙ ｃ ｎ ｉｉｎ ． ｌ ｈ ｉ ｌｔｏ ｌ ｏ ｉ ｈ ｉ ａ ｈ
中图分 类号 ：Ｍ６ ， Ｍ １ Ｔ １ Ｔ ９ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ６— １ ７ ２ １ ） ０—０ ５ １ ０ ７ ６ （０ １ １ ０ ３—０ ５
Ａ Ｍｉｒ ｉ ｍｕａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｔｅ ｔ ｇ Ｓｙ ｔ ｍ ｃ ｏ Ｇｒ Ｓｉ ｌｔ ｎ ｓ ｉ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
与无功 负荷发 生突 变时 ， 电网的 接入 使 上 级 输 电 系统 的 有 功 与无 功 功 率 能 微
够 实现 就地 平衡 ， 并保持 系统 频 率 与 电压 幅值 的稳 定 。整 个微 电 网 系统 仿 真
环 境设 定均按 照 实验 室所 能达到 的低 电压低 容量 条件 下完成 。 文 中所有 仿 真 算法及 结果 均在 Ｐ ｃ Ｄ Ｅ Ｄ ｓ Ａ ／ ＭＴ Ｃ软件 环境 及动 态模拟 实验 室中得 到 验证 。 关 键 词 ： 电 网 ； 率调 节 ；电压调 节 ； 微 频 建模 ；Ｐ Ｃ Ｄ； 态模 拟 ＳＡ 动
ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｗｈｅ ｈ ｃｉ ｅ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ａ ｎ ｏ ｎ ｅ ｕ ｄ ｎ ｃ ｎ ｅ，ｈ ｕ ｅ ｉｒｔａ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｌｚ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｎ ｅ ｃｉ ｏ ｄ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒａ ｓ ｄ ｅ ｈａ ｇ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒｏ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒ ａｉｅ ｖ ｖ ｔ ｅ ｉ ｉｕ ａａ ｃ ｏ ｃ ｉｅ ｎｄ ｅ ｃ ｉｅ ｏ ｒ， ｓ ｗｅｌ ｓ ｈ ｓａ ｉｉａｉｎ ｆ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏｔ ｇ ｍ ａ ｎｔ ｅ ｎ ｈ ｎ ｓｔ ｂ ｌｎ ｅ ｆ ａ ｔ ａ ｒ ａ ｔ ｐ ｗｅ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ｔｂ ｌｚ ｔｏ ｏ ｈ ｓ ｓｅ ｖ ｌａ ｅ Ｓ ｖ ｖ ｇｉ ｕｄ ａ ｄ ＆ｅ ｕｅ ｃ ｗｉｈ ｔ ｅ ｈ ｌ ｆｔ ｃ ｅ ｓ ｏ ｃ ｏ ｇ ｉ ． ｒｈｅｍ ｏ ｅ，ｈ ｉ ｕ ａｉｎ ｏ ｈ ｃ ｏ ｇ ｉ ｙ ｔ ｍ ｄ ｌｃ ｎ ｂ ｑ ｎ ｙ， ｔ ｈ ｅｐ ｏ ｈｅ ａ ｃ ｓ ｆｍｉ ｒ ｒｄ Ｆｕ ｔ ｒ ｒ ｔ ｅ ｓｍ ｌｔｏ ｆｔ ｅ ｍｉｒ — ｒｄ ｓ ｓｅ ｍｏ ｅ ａ ｅ
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ＷＳ Ｃ ３机 ９节点 系统 ， 立 了 １个带有 逆 变并 网接 １的输 电 网模 型 ， Ｃ） 建 ： ２ 并利 用
逆 变 并 网接 口模 型 模 拟 了微 电 网 与 上 级 输 电 网 的 连 接 ， 微 电 网对 上 级 电 网 对
电压 与频 率的 支持 情 况进行 了数 字仿 真 。仿 真 结果表 明在 上 级 输 电 网的有 功
√
口 三
Ｂｕ ６ ｓ ５ ２５Ｖ Ｔ Ｂｕ ９ ｓ Ｇ４
Ｓｓ １ ＶＡ ＝ ０ｋ ＵＢ ５ ＝ ２５Ｖ
ｆ １５Ｖ ６
图 １ 输 电 ｌ 统 模 型 不 意 线路基 准 电压 Ｕ ０ｋ Ａ， ＝ ５ ５Ｖ ２ 。发 电机 Ｇ 额定 电压 为 １５Ｖ， 角 为 ０ 发 电 ６ 相 。； 机 Ｇ 额定 电压为 １０ Ｖ， ： ８ 额定 有功输 出为 １ ． Ｖ 相 ６ ３ｋ Ａ， 角为 ９０ ８ ； 电机 Ｇ ．０ 。发 额定 电压 为 １８Ｖ， ３ 额定 有功 输 出为 ８ ５ｋ Ａ， ． Ｖ 相角为 ４ ３５ ； 压器 Ｔ Ｔ 变 比分 别 ．４ 。变 ～ 为 １５ ５ ５ １０ ５ ５ １８ ５ ５ 系统 负 载 分 别 为 Ｌ ， ６ ／ ２ 、８／ ２ 、 ３／ ２ ； Ｄ ＝
（ ｓ ｒ ｙｔ ｏｒｉ ｔ ｇＣ ｕ ｃ ）９Ｂ ｓｓｓ ｍ． ｈ ｙ ｃｒｎｚｔ ｎ ｉｖｒ ｏ ｎｅ ａ ｅｍｏｅ ｓ ｌ ｅ ｈ Ｗｅｔ ｎ Ｓｓ ｍｓＣ ｏｄｎ ｉ ｏｎ ｉ ｅ ｅ ａｎ ｌ 一ｕ ｙｔ Ｔ ｅ ｓｎｈｏｉ ｉ ｎ ｅ ｉｎ ｉｔ ｆｃ ｄｌ ｉ ａ ｄ ｔｅ ｅ ａｏ ｓ ｒ ｍｕ ｔ
Ｉ． ｄ ｌ ｇ， ｉ ｌ ｉｎ ａ ｄＡ ｐｉ ｔ ｎ Ｉ Ｍｏ ｅｉ Ｓｍｕａ ｏ ｎ ｐ ｌａｉ ｎ ｔ ｃ ｏ
Ｘ Ｅ Ｄ Ｇ ｕ ｉ， Ｘ ａ ． Ａ ｉｎ Ｚ Ａ ＧＭｉ ／ ａ， Ｕ Ｙ －ｅ ｊ Ｕ Ｔｏ ＩＱａ Ｈ Ｎ ｎ ｇ， ＪＮ Ｚ ｉｉｎ ｌ ｈ－ａ ｊ （ Ｓ Ｃ，ｈｎ ｈ ｉ ｉｏ ｎ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎ ｈｉ ０ ２ ０ Ｃ ｉａ Ｓ Ｇ Ｓ ａ ｇａ Ｊ ｔ ｇＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ４ ， ｈ ） ａ ｏ ｅｉ ｎ
基 于石化 能源 日益 枯 竭 和 环境 保 护 的考 虑 ， 及 以
分布 式能 源组织 方 式 和结 构 ， 有 灵 活 的运 行 方式 和 具 调 度 性 能 ， 电 网 提 供 了 高 效 、 全 、 靠 地 电 能 为 安 可
供应 。
电力 系统 结构 的不 断老 化 ， 用 清 洁 能 源 的分 布 式 发 利 电技 术受 到广 泛 的关 注 与重视 。微 电 网是 一种 新型 的
收 稿 日期 ：０ ０一ｉ ２１ ２—１ Ｏ 基金项目 ： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（ １７ ０ ２ ５０ ７ ９ ）
微 电网 在 国 内处 于 起 步 阶段 ４ ， 。 目前 鲜 有 关 于 建 立微 电网仿 真与 实验 系统 的文献 报道 。微 电网仿 真
与 实验 系统在微 电网 的模 型 基 础 上 ， 结合 硬 件 仿 真平
ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｈ ｖ ｅ ｎ ｖ ｒｆｅ ｎ ｔ ｅ ＰＳ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｉ ｄ ｉ ｈ ＣＡＤ ／ ＥＭ ＴＤＣ ｓ ｆ ｒ ｎ ｙ ａ ｃ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｌｂ． ｉ ｏｔ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｌ ｔ ａ ｗａ ｏ
池组 与交 流 电网之 间的能量 交换 。
１ 标 准 输 电 网 系统 模 型
在 基于 ＷＳ Ｃ Ｃ ３机 ９节点 系统 下 ， 立 了能够 满足 建 动态 模拟 实验 室条 件 的标 准 输 电 网系统 仿 真 模 型 ， 并
且加 入 了微 电 网接 口模 型 ， 图 １ 示 。 如 所
台开发 出的仿 真系 统 ， 系统 满 足 对 微 电 网并 网和孤 该
立 运行 等实验 的实 验要 求 。 本 文针对 实验 室 条件 下 建 立 了标 准 输 电 网模 型 ，
作者简介： 解
大 （９ ９一） 男 ， 龙 江 哈 尔 滨人 ， 士 ， 教 授 ， １６ ， 黑 博 副 从
１ ０＋ｊ． ＶＡ， Ｄ ３ ５ｋ Ｌ ４＝９＋ ３ ｋ ｊ ＶＡ，Ｄ５＝１ ． ｊ Ｖ Ｌ ２ ５＋ ５ ｋ Ａ。
图 ２ 电 Ｉ 与 蓄 电 池 储 能 系 统 连 接 不 意 图 碉
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｉｒ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃｏ ｇｉ ｄ；￣ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｊｓｍｅ ｔ ｏｔｇ ｅ ｕａｉｎ；ｍｏ ｅｉｇ Ｓ ＡＤ；ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｌｔ ｎ ｑ ｅ ｃ ｄｕ ｔ ｎ ；ｖ ｌ ｅｒｇ ｌｔ ａ ｏ ｄ ｌ ；Ｐ Ｃ ｎ ｙ ａ ｃｓｍｕａｉ ｏ
０ 引 言