第四章微电网运行与控制技术PPT课件

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（3）基于功率管理系统的控制。该控制方式 采用不同的控制模块，分别对有功和无功进行 解耦控制。较好的满足了微电网P/Q、v/f等多 种控制方式的要求，尤其是对于功率平衡的调 节，应用了频率恢复算法，可以很好地满足系 统对频率质量的要求。针对微电网中各用户对 无功的不同需求，功率管理系统采用了多种控 制方法并加入了无功补偿装置，提高了系统的 控制能力，同时也提高了控制的灵活性。但是 该方法没有考虑含有调速和励磁系统的常规发 电，特别是没有考虑含电力电子接口的微电源 间的协调控制
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在大电网发生故障或其电能质量不符合标准情 况时，微电网可以孤网运行，保证微电网自身 和大电网的正常运行，从而提高供电安全性和 可靠性。因此孤网运行时微电网最重要的能力， 而实现这一性能的关键技术是微电网与主电网 之间的电力电子接口处的控制环节—静态开关。 该静态开关可实现在接口处灵活控制的接受和 输送电能。从大电网的角度看，微电网相当于 负荷，是一个可控的整体单元。另一方面，对 用户来说，微电网是一个独立自治的电力系统， 它可以满足不同用户对电能质量和可靠性的要 求。
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（2）对等控制策略。即基于电力电子的“即 插即用（Plug and Plug）”和“对等（Point to Point）”的控制。系统中各个分布式电源 是“平等”的关系，不存在从属关系。根据微 电网的控制目标，灵活的设定下垂系数，调节 受控微电源，保证整个微电网的电压稳定、频 率稳定以及电能的供需平衡，具有简单可靠的 优点。但是对等控制策略只考虑了一次调频， 而忽略了传统电网的二次调频问题，即没有考 虑微电网系统电压和频率的恢复问题，因此， 在微电网受到大扰动时，很难保证系统的频率 质量，不能保证负荷的正常运行。另外，此方 法是针对有电力电子技术的微电源的控制，没 有考虑传统发电机如微型燃气轮机与微电网之 间的协调控制。
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（4）基于多代理技术的控制。该方法将传统 电网的多代理技术应用到微电网控制系统。该 控制策略综合了多种控制方式，能够随时插入 某种控制，实现了微电网的经济优化调度，保 证了微电网系统安全稳定运行。多代理技术具 有很好的自愈能力，响应能力强等特点可很好 的满足微电网的分散控制的需要。但目前多代 理技术在微电网中的应用还处于起步阶段，还 只是集中对微电网的系统频率、电压等进行控 制的层面，因此要使多代理技术在微电网的控 制中发挥更大的作用，还需要大量的研究工作。
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图4.1中微电网包括A、B和C3条馈线，整个网络 呈辐射状结构，馈线通过微电网主隔离装置与配 电网相连，可实现孤网与并网运行方式的平滑切 换。其中A和B为重要负荷，安装了多个DG为其 提供电能，馈线A上接敏感负荷，安装了光伏电 池和微型燃气轮机，其中微型燃气轮机运行于热 电联产，向用户提供热能和电能；采用风力发电 和燃料电池共同在为馈线B的可调节负荷供电； 馈线C为非敏感负荷，没有配置专门的微电源为 馈线C上的负荷供电，直接由配电网供电，孤网 运行时，当微电网内部过负荷时，可切断系统对 馈线C上的负荷的供电。并网运行时，
第4章 微电网运行与控 制技术
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简介：
微电网主要以分布式电源为主，由于分布式电源的容量一般不 大，但是却数目众多，从而使微电网的控制不能像传统电网那 样由电网调度中心统一控制以及处理故障，这就对微电网的运 行和控制提出了新的要求。如：根据电网需求或者电网故障情 况，能够实现自主与主电网并列、解列或者是两种运行方式的 过渡转换运行，同时实现电网有功和无功的控制、频率、电压 控制，可实现微电网与主电网的协调优化运行以及对主电网的 安全支撑等。微电网相对于主电网可作为一个可控的模块化单 元，其可对内部负荷提供电能，满足负荷用户的需求，这就需 要良好的微电网控制和管理能力。微电网的运行控制应该能够 做到基于本地信息对电网中的事故作出快速、独立的响应，而
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4.1.2 微电网的控制方式
目前，微电网的控制方式主要有以下几种： （1）主从控制。即对各微电源采取不同的控制
方式，从而使分布式电源实现不同的职能，让 其中一个（或几个）微电源作为主控电源，支 撑系统的频率，保证电压的稳定，而其他微电 源作为从属电源，不负责电压的控制和频率的 调节。主从控制的实现：并网运行时各分布式 电源均采用P/Q控制，孤岛运行时，一个分布式 电源（主控电源）转换成v/f控制，保持电压不 变，电流随负荷的变化而变化。但是主从控制 存在的缺点有：孤岛运行时对主控电源依赖性 高，对通信可靠性要求高，负荷波动时需要较 高的旋转备用容量。
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当外界主电网发生故障停电或者出现电能质量 问题时，微电网通过静态开关切断与主电网的 联系，孤网运行。微电网的负荷由微电源承担， 馈线C可通过母线从母线得到电能并维持正常运 行。如果孤网运行模式下无法保证电能的供需 平衡，可切断馈线C的负荷，停止对非重要负荷 供电。故障消除后，主断路器重新合上，微电 网恢复并网运行模式。通过有效的控制方式实 现微电网两种运行模式的平滑切换。此外，微 电网还配备了潮流控制器和保护协调器，在能 量管理系统的统一控制下，通过数据采集，实 现调压、控制潮流、馈线保护等多项措施。
不用接受传统电网的统一调度。
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4.1 微电网自动控制结构与体系
4.1.1 微电网的经典结构与控制目标 1、经典微电网的基本结构 如图4.1所示，它由微电源、储能装置和电/热
负荷构成，并联在低压配电网中。微电源接入 负荷附近，很大的减少了线路损耗，增强了重 要负荷抵御来自主电网故障的影响的能力。微 电源具有“即插即用”的特性，通过电力电子 接口实现并网运行和孤岛运行方式下的控制、 测量和保护功能，这些功能有助于实现微电网 两种运行方式间的无缝切换。
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图4.1 典型微电网的控制的主要目标 （1）可对微电源出口电压进行调节，保证电
压稳定性。 （2）孤网运行时，确保微电源能够快速响应，
满足用户的电力需求。 （3）根据故障情况或系统需求，可实现平滑
自主的与主电网并网、解列或者两种运行方式 的过渡转化。 （4）调节微电网的馈线潮流，对有功和无功 进行独立解耦控制。