微网控制研究现状及其发展趋势综述

江苏科技大学张家港校区　贾云博

微网控制研究现状及其发展趋势综述

江苏科技大学张家港校区贾云博

考虑到分布式电源的储能及负荷装置的不同，要采用不同的控制策略以实现其在电网上的无缝切换。本文阐述了微网的概念、研究现状和各种控制策略的优缺点，给出了微网控制的研究方向及建议。

微网；分布式电源；控制策略

1　微网的概念

微网是指由多个分布式电源、能量转换、储能、负荷、监控、保护等装置组成的可以孤立和并网运行的能够实现自我保护、管理和控制的配电系统，具备可靠性、经济性和灵活性等优势。联网模式和孤岛模式的切换主要用于故障时对主电网的保护，另外电能质量不满足要求的时候也会进入孤岛运行模式。在微网的各组成部分中，分布式电源通常包括光伏电池、风力发电机、燃料电池等，储能系统通常分为机械储能、电磁储能和电化学储能等。

2　微网的控制策略

2.1单个分布式电源控制方法

分布式电源控制方法常见的有三种，分别是恒功率控制、下垂控制以及恒压恒频控制。恒功率控制方法要求系统电网或分布式电源能维持电压和频率，其参考功率等于分布式电源输出的无功和有功功率之和；下垂控制方法要求分布式电源输出的有功功率和频率成线性关系，同时无功功率和电压幅值也要成线性关系，利用这种线性关系从而进行控制；恒压恒频控制方法分布式电源的输出电压的幅值和频率保持恒定值，不管输出功率是如何变化的。

2.2多个分布式电源控制方法

（1）主从控制策略

主从控制策略是多个分布式电源控制的常用方法，采用该策略，在联网模式时，分布式电源都采用恒功率控制，在孤岛模式时，需要对不同的分布式电源采用不同的控制策略，分清主从控制单元，如选择一个分布式电源为主单元，采用恒压恒频控制，维持系统的电压和频率恒定，而其余的分布式电源为从单元，采用恒功率控制等。一般的，主单元都选择分布式电源、储能装置为主单元，或者选分布式电源加储能装置为主控制单元。

（2）对等控制模式

对等控制模式中的微网具有“即插即用”的功能，其所有的分布式电源各自之间没有通信联系，控制变量都是与系统点相连的电压、频率等本地、就地变量。通常包括“频率-有功功率”和“电压-无功功率”下垂控制法、“有功功率-频率”和“无功功率-电压”下垂控制法两种，前者是根据系统频率和分布式电源的电压幅值来获得输出功率，后者根据分布式电源的输出功率来获得电压频率及幅值。

（3）分层控制模式

分层控制模式要求协调控制配网中心、微网、分布式电源三者关系，同时建立由系统协调、微网控制、分布式电源等各代理组成的多代理系统，以便保证配电网辐射状运行、满足配电网电压与电流及馈线容量等约束条件的情况下的供电恢复。

2.3其他控制方法

经过国内外学者的积极研究和探索，各种新的微网控制策略不断被提出来，以应对不同的实用领域。比如：制定一个混合整数粒子群优化方法解决继电器协调的问题，提出了利用方向性过流继电器保护分散型分布式电源组成的微网；提出了虚拟电感器输出控制以及负载效应功率控制等方法以应对电压骤降的情况；提出了在内环控制器设计过程中，采用比例积分电压控制器、比例电流控制器，并使输出阻抗为感性阻抗；提出了基于横轴或纵轴电压的分布式电源的主动式孤岛检测方法；提出了基于根轨迹和频域法的控制器设计方法。

3　研究方向及建议

微网技术是电力系统的的前沿领域，其最关键的技术是微网控制，它必将融合传统控制理论、智能控制技术，建立微网系统最优控制的模型。目前，微网在国内的发展还处于基础理论研究阶段，如何更深入地将理论研究和实际应用结合起来，都有待深入实践，比如各分布式电源在不同运行模式时的相互影响、针对各分布式电源采用最佳的控制策略等。

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贾云博，男，江苏徐州人，现就读于江苏科技大学张家港校区冶金与材料工程学院。