含多种分布式电源的微电网控制策略

刘壮志

摘 要：正是因为分布式电源的特性，决定了分布式电源无法直接与电网进行连接，必须要通过电力电子接口设备的支持。所以，为了进一步确保微电网能够得以稳定运行，必须对加以深入研究分布式电源以及电力电子接口设备技术。本文笔者即对含多种分布式电源的微电网控制展开粗浅的探讨，以期为实现微电网运行方式的平稳过渡奠定坚实的基础。

关键词：分布式电源；微电网；控制

中图分类号：TM61 文献标识码：A

微电网将分布式电源、储能、负荷、控制装置结合在一起的同时，也形成了一个统一的，能够自治的可控制分配电系统。因此，在某种意义上，微电网的出现不仅大大地缓解了电网与分布式电源之间存在的问题，更是推动了分布式发电技术的应用与快速发展。也正因此，近些年来我国也早已加强了对微电网的建设与推广。本文笔者即结合个人多年从事分布式电源的实践研究经验，对多种分布式电源在微电网中的应用进行了粗浅的探讨，旨在通过笔者的粗浅阐述，提出一条有效的微电网综合控制策略，进而促进微电网的稳定运行。

1.对微电网的组成分析

1.1 分布式电源分析

燃料利用率高，废气排放量低，初始安装费用低廉都是微型燃气轮机的重要优势所在。在本笔者的研究过程中，笔者选取了高度单轴结构的微型燃气轮机。SOFC作为一种在中高温状态下可以直接将燃料中的化学能转化成电能的固体氧化物燃料电池，其同样具备着燃料适应性强、能量转换效率高、污染低、噪声低的重要优势。光伏发电PV也是一种极具发展前景的分布式电源，其具备着无污染、可再生、方便灵活等诸多优势。

1.2 负荷与储能装置

为了能够方便本文笔者的研究，本文笔者在负荷上只考虑三相对称的恒阻抗负荷，储能装置则采用蓄电池。

1.3 电力电子接口设备

分布式电源与储能设备想要接入到微电网中，必须要通过电力电子接口设备的支持，其中常见的电力电子接口设备，包括：整流器、直流变换电路、逆变器等等。

整流则主要被应用在微型燃气轮机驱动永磁同步电机输出的高频交流电之上。而接入Buck-Boost来变换电路的这种方法则多被应用在SOFC输出端之上，主要是为了通过此种方法进一步提高在输出电压与动态响应上电池组的实际速度。光伏电池PV则可通过Boost电路，实现扰动观察法，对最大功率点进行跟踪，从而寻求最优过程，解决光伏电池开关电压、电路电流受到外界影响较大的问题。

分布式电源经过直流电压或者是整流的相应变换之后，其输出电能早已转换成为较为稳定的回流电压输出。而这并不是向微电网供电的最后一步，想要向微电网供电还必须要通过逆变器。所以，对逆变器所进行的控制，往往也是控制微电网技术的关键所在。

2.对微电网综合控制的策略研究

2.1 对微电网并网运行的分析

对于处在并网运行状态下的微电网，想要始终维持其内部功率的平衡，仅需要控制分布式能源的输出功率即可。而电压与频率则是由大电网实施调节、支持的，因此，在并网状态之下，分布式电源的逆变器只需要采取PQ控制方法就可以让微电网按照固有设定值进行设定。而这里需要注意的是，当微电网处于并网运行状态下是，对其所采取的控制策略，应该严格遵循大电网的实际需求以及本地的负荷变化情况，分布式能源的发电能力等因素，共同对PQ控制下的有功功率和无功功率运行点及各个负荷的运行状态进行决策。并向MC和LC传递MGCC所控制下的运行状态。

2.2 对微电网孤岛运行的分析

处于孤岛运行状态下的微电网势必也与大电网断开了连接，因此，要想维持此时微电网电压、频率，就需要对1个或者几个分布式电源逆变器采取下垂控制法，进行相应的控制。也就是说，处于孤岛状态下的微电网，要及时对肩负维持电压、频率的分布式电源的逆变器进行下垂法控制，使其能够模拟同步电机实现频率一次调节，从而在实际的运行过程中能够实现对负荷变化情况、故障出现情况的正确处理与响应。这里需要注意的是，通过下垂法的调节，其在一次调节过程中，可以说是有差调节，因此，会在一定程度上造成电能质量偏低，储能装置无法正确运行，可以说对微电网的重新并网工作的开展是十分不利于的。所以在进行一次调节之后还要对频率进行二次调节，以此方式实现对频率的无差调节。

2.3 对微电网运行方式切换的分析

当微电网计划要开始进行调整或者其实际的运行情况出现变化时，就必须要对微电网的实际运行状态进行迅速的判断予以相应的调整控制。当微电网处于并网运行时，此时需要连续进行孤岛检测，这是因为微电网一旦进入到孤岛运行状态下，就必须要相应地对逆变器的控制进行调整。也意味着，此时的MGCC必须马上按照原定计划予以执行，将已经脱网后的负责维持电压频率稳定的分布式电源逆变器调整为下垂控制，其他逆变器继续PQ控制，必要时也可以通过对LC的控制进行减负荷，以维持孤岛的稳定运行。如若微电网由孤岛运行切换为并网运行，那么必须通过MGCC启动并网过程。首先，应该判断大电网侧的电压幅值是否始终处于合理的范围之内，是否已经受到了干扰；然后，在对微电网的频率连续进行监测，确保微电网并网处的电压能够与大电网侧的电压幅值相一致。这里需要注意的是，在并网的过程中，如若不满足并网条件，那么要马上终止并网，在重新开始。

结语

综上所述，本文笔者先是对多种分布式电源进行了粗浅地分析，提出了不同类型分布式电源在微电网运行中的控制措施，其根本目的是为了能够实现微电网在并网和孤岛两种运行方式下的平稳运转与切换，更好地对电能质量进行质的提升，降低储能装置在充放电以后受到稳定频率偏差的影响，为确保微电网的安全运行提供有益的参考建议。

参考文献

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[2]李振杰，袁越.智能微网——未来智能配电网新的组织形式[J].电力系统自动化，2009（17）：33-34.