微网的能量管理及其控制策略
微电网并离网控制策略研究及实现
微电网并离网控制策略研究及实现 任洛卿，唐成虹，王劲松，黄琦 南瑞集团公司（国网电力科学研究院）, 江苏省南京市211106 The Research and Implementation of Micro-grid's Grid-connected & Off-Grid Control Strategy Ren Luoqing, Tang Chenghong, Wang Jinsong, Huang Qi NARI Group(SGEPRI), Nanjing, Jiangsu 210003 ABSTRACT: This paper analyzes the network structure and operation modes of micro-grid and proposes a method of grid-connected & off-grid control strategy, which is based on fast fault detection and pattern recognition. Improved half-wave Fourier algorithm is used to carry out fast protection computation of the characteristic value so as to implement fast fault detection. The characteristic value is described by logical expressions and its real-time value is used to identify the current running mode and as the criterion to implement smooth switching control between the grid-connected mode and off-grid mode. So far, this method has been successfully applied in Luxi island micro-grid demonstration project. KEY WORD: micro-grid; fast fault detection; pattern recognition; coordinated control strategy 摘要: 本文对微电网组成结构及运行模式进行分析研究，提出了故障快速检测和运行模式识别的微电网并离网控制策略方案。故障快速检测以改进的半波傅里叶计算为基础，通过对微电网特征量的快速保护运算，实现故障的快速检测。微电网并离网平滑切换控制实现方法，将微电网特征量以逻辑表达式的形式进行描述，通过读取微电网特征变量实时值，识别出微电网当前运行模式，实现微电网并离网平滑切换。目前该方法已经成功应用于鹿西岛微电网示范工程。 关键词: 微电网；故障快速检测；模式识别；协调控制策略 1 引言 微电网由分布式发电、负荷、储能等部分组成，一般与中低压配电网相连，是一种可以运行在并网模式或离网模式的小型配电网系统。随着分布式发电技术的发展，分布式电源数量快速增长。智能微源、节能降耗、提高供电质量的目的[1]，因此微电网是处理大规模分布式发电接入电网的必然选择，微电网技术的发展对未来坚强电网的发展起着至关重要的作用[2-3]。 微电网有并网和离网两种状态。当电网发生故障时，微电网可离网运行，进入独立的孤岛状态。然而在微电网的发展中，微电网的运行控制尤其是并离网切换控制具有一定的难度。当电网发生故障时，分布式发电和储能设备的电力输出与实际负荷的电力需求很可能不平衡，造成大量电能缺额或电能过剩。此时需要迅速进行判断并进行相应的调节控制，使微电网能够平滑切换至离网状态运行。 现有的微电网并离网切换控制装置一般是针对特定并网方式设计，而离网控制操作过程需要人工参与[4-6]，无法自动适应微电网运行方式，很难做到并离网平滑切换控制。因此，研究微电网并离网平滑切换控制策略实现方法[7-12]是保证微电网安全高效运行的迫切需求。 本文对智能微电网的并离网控制策略进行了研究，提出了包括基于快速保护运算的故障检测技术和基于模式自识别的协调控制方法。这些新技术组成的微电网并离网控制策略，使微电网可以在并网和离网模式间实现平滑切换，同时保证重要负荷的持续供电。 2 快速故障检测技术 快速的故障判断是微电网的并离网切换控制的重要基础，而更快速的故障判断需要在更短时间内完成保护量的运算。 传统的全波傅里叶变换是电力系统中经常使用的保护计算方法。 传统计算方法公式如下： N -1 电网作为智能电网的重要部分，能灵活有效地运用分布式发电和储能设备，达到最大化接纳分布式电 2 a n =x n N =0 sin(nπ 2π ) N 4∑ N
微网监控系统及其控制策略探究
微网监控系统及其控制策略探究 摘要：在当今世界范围内第三代电网发展和建设拉开序幕时，节能环保，可再 生能源利用和智能化为特征的微电网逐渐成为趋势，随着技术的发展，绿色环保 政策和电力市场机制改革等因素的共同作用使得分布式发电成为未来发展重要的 能源选择。现阶段我国的 能源方式仍以集中供电系统为主，分布式能源的发展并不能取代传统的能源供电方式， 将是集中供能系统的有益补充。 关键词：微网；监控系统；策略研究 引言 随着我国经济社会的不断发展，对于能源的需求也是越来越高，人们逐渐对环境的要求 也在不断变化，现代的一些清洁能源逐渐代替传统能源。在该大环境之下，微型电力系统逐 渐被大众所接受，它主要由微源、负荷和各个系统链接所构成，这样能够达到运行极为灵活 轻巧，并且可以独立并网地运行的微型电力系统。在我国逐渐提出了“互联网+”之后，新能源 微网代表了未来的发展趋势，能够推进新时代的节能减排和促进环保。 1微网具备的特点 第一是分布式能源的集成和运用，第二运行方式极为方便，第三电网可以自我调节，电 能的质量好，第四高可靠性，可以脱离大电网独立运行。根据上面的特点，我们不难看出在 微网的建设过程之中，是基于了电子技术的发展，静态开关和电能的质量控制。在运行的过 程中包括了微电网故障检测和保护技术、运行控制技术、通信技术和能量管理技术等。 2监控系统设计 监控系统是整个微网系统当中的核心部分，起着协调作用，有利于实现微网协调、稳定 控制、高效科学、能源最大化，是充分完备的设备。在微网运行过程当中，监控系统通过数 据的监测，事实掌握微网的运行现状，通过数据的分析，实现微网的控制目标和协调机制， 总的来说监控系统是微网运行不可缺少的一部分。 2.1监控系统的特点 不同于电站和水站，微网系统有着自身的特点和优势：第一，能够控制对象的分布位置，能源的负荷主要是以区域为单位，可以分布在各个区域；第二，运行模式多样化，它们的并 网运行模式根据不同的控制目标和主体有着不同的运行方式；第三，不同控制策略对系统响 应速度存在不一样的差异，比如电能质量调节、无缝对接等，都要求在发电时，必须使得监 控系统达到分钟级别或者小时级别。第四，个性化的设计需求是特别高的，要根据不同微网 的特点和分布的情况，来定制化设计系统，使得微网的运行方式更加的完备和可靠。 2.2监控系统功能架构 根据以往的微网的特点，在设计微网监控系统时，要采用模块化的设计方式，以此来适 用微网的各个功能系统。首先从纵向来看，系统功能主要分为了三个层面，主要有平台基础 功能、业务应用功能和综合功能体系。其中平台应用功能主要指的是为微网系统提供基础性 的服务支撑，主要包括了报表、数据、模型等方面的内容，业务应用主要涉及了微网内部的 各个元素的基本配置情况设置，有微网的综合监控、综合管理监控信息等。综合功能指的是 微网的效能分析、发电预测、负荷预测和协调控制。
微网控制策略研究综述
微网控制策略研究综述 江苏科技大学 李雅倩 【摘要】由于分布式电源各具特色，储能、负荷装置也不尽相同，为使分布式电源在并网以及脱离主网时实现无缝切换，通常需要采用不同的控制策略。本文主要阐述了国内外微网控制策略的研究现状，分析了各种微网控制方法的优点及局限性，探讨了微网控制的研究方向，给出了微网控制策略的一些建议。 【关键词】微网；分布式电源；控制 1.引言 传统的庞大电力系统在适应负荷变化的灵活性与供电安全性方面存在很多弊端，加之常规能源的逐渐衰竭以及环境污染的日益加重等因素使得全球的目光转向以新能源为主能源的分布式发电(Distributed Generation，简称DG)技术。 2.微网的概念 微网是指由多个分布式电源(Distributed Resource，简称DR)、储能系统、重要负荷和保护装置汇集而成的配电系统[1]。分布式电源包括光伏电池、风力发电机、燃料电池、燃气轮机、生物质能发电机等。储能系统分为机械储能、电磁储能和电化学储能。各种储能技术因不同的电能转换方式和存储形态，在储能容量、功率规模、功率和能量密度、循环寿命、单位容量和单位功率造价、响应时间以及综合效率等方面有着明显区别。 微网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。在联网模式下，负荷既可以从电网或微网获得或输送电能(根据接入电网的准则)。当电网的电能质量不满足用户要求或电网发生故障时，微网与主电网断开，运行于孤岛模式。在孤岛模式，微网必须满足自身供需能量平衡。微网技术克服了DR单独接入主网时对配电网造成的不利影响，其在可靠性、经济性和灵活性方面具有显著优势。 3.微网控制 3.1 单个分布式电源控制方法 常见的分布式电源接口逆变器控制方法分为恒功率(PQ)控制、下垂控制和恒压恒频(V/f)控制[14-16]。 (1)恒功率控制 如图1.1所示，分布式电源接口逆变器采用PQ控制，其控制目的是使分布式电源输出的有功和无功功率等于其参考功率。该控制方法需要系统中有维持电压和频率的分布式 图1.2?Droop控制的原理 (2)下垂控制 下垂控制原理如图1.2所示，它利用分布式电源输出有功功率和频率，无功功率和电压幅值均成线性关系而进行控制。对等控制 策略中的分布式电源接口逆变器的控制。 (3)恒压恒频控制 原理如图1.3所示，不管分布式电源输出 功率如何变化，其输出电压的幅值和频率一 直维持不变。此方法一般用在主从控制策略 3.2 多个分布式电源控制方法 (1)主从控制策略 主从控制模式是指在微网处于孤岛运行 模式时，其中一个DG或储能装置采取V/f控 制，用于向微网中的其它DG提供电压和频率 参考，而其它DG则可采用PQ控制。 当微网在联网模式运行时，电网可以稳 定系统的频率，微网不需要进行频率调节； 而孤岛模式运行时，主从控制系统中的主控 制单元需要维持系统的频率和电压。在联网 运行时微网中所有分布式电源采用PQ控制， 即微网不参与系统频率调节，只输出指定的 有功和无功功率；在孤岛运行时主单元采用 V/f控制维持系统的电压和频率恒定[13-14]。 常见的主控制单元选择包括下述几种： 1)储能装置作为主控制单元。这类典 型示范工程包括荷兰Continuon微网[3]，希腊 NTUA微网[4]等。 2)分布式电源为主控制单元。这类典型 示范工程包括葡萄牙EDP微网[5]等。 3)分布式电源加储能装置为主控制单元。 这类典型示范工程包括德国MVV微网[6]等。 (2)对等控制模式 对等控制模式中的微网中所有的DG在控 制上都具有同等的地位，每个DG都根据接入 系统点电压和频率的就地信息进行控制。同 时这种控制方法能让微网具有“即插即用” 的功能。采用对等控制策略，要求分布式电 源采用本地变量进行控制，不同分布式电源 [7-9] 图1.5?P-f和Q-V下垂控制 两种基于下垂特性的典型控制方法在对 等控制策略的分布式电源控制中被广泛应 用[10-12]。采用Droop控制可以实现负载功率变 化在DG间的自动分配，但负载变化前后系统 的稳态电压和频率也会有所变化。一种是f-P 和V-Q下垂控制方法，它利用测量系统的频率 和分布式电源输出电压幅值产生有功和无功 功率。另一种方法是利用测量分布式电源输 出的有功和无功功率产生电压频率和幅值， 称作P-f和Q-V下垂控制法，如图1.4和1.5所 示。 TimGreen在他的微网控制系统中提出了 一种分布式电源接口逆变器的三环反馈控制 方法[17]，内环控制器提高了电能质量、增 加滤波器谐振阻尼的同时限制故障电流。尤 其指出了采用滤波电感电流作为控制变量能 限制逆变器输出的最大电流，为保护逆变器 提供了依据。但是采用这种控制方法，分布 式电源接入主网时电流变化会影响其端口输 出电压的变化，因此电压受负荷扰动影响较 大。 (3)分层控制模式 文献[2]就提出配网调度中心、微网、 分布式电源三者的分层协调控制策略的基础 上，应用多代理理论，建立了一个由全系统 控制协调代理(CAG)、微网控制代理(MGAG)、 分布式电源代理(DRAG)以及母线代理(BAG) 组成的多代理系统，在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 束条件的情况下进行供电恢复。 3.3 其他控制方法 文献[18]用粒子群优化(PSO)方法解决继 电器协调的问题，制定一个混合整数非线性 规划(MINLP)方法。并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。 文献[19]提出了一种阻抗为电阻线的低 电压分布式电源控制策略。在电压骤降情况 下提出了逆变器接口的虚拟电感器输出控制 方法，以及当地负载效应功率控制算法。 文献[20]分析采用闭环控制的逆变器输 出阻抗受线路参数和控制器参数影响的基础 上，进行内环电压电流控制器的设计，电压 控制器采用PI控制器稳定负荷电压，采用比 例环节的电流控制器提高系统响应速度，并 且设计控制器参数使输出阻抗为感性阻抗。 在此基础上利用下垂特性设计外环功率控制 器，实现微网内多逆变单元间的无线通信控 制。 文献[21]分析了微网中：(1)可能发生的 开关事件；(2)导致分布式电源形成孤岛模式 的故障事件。DR包括一个传统的旋转同步机 和电力电子转换器接口。后者的单元接口转 换器配有独立有功和无功功率控制，以减少 孤岛瞬变，保持微网相角稳定和电压质量。 文献[22]提出了分布式电源的主动式孤 岛检测方法。该方法是基于横轴(d轴)或纵轴 (q轴)电压、电流转换器注入干扰信号然后进 行检索。 文献[23]提出了采用根轨迹和频域法分 析传统控制技术来设计控制器的方法。 4.微网控制策略的研究方向 微网技术作为电力系统的的前沿领域， 必将发挥其更大的作用。微网控制是其中最 关键的技术，它必将融合传统控制理论、智 能控制(包括模糊控制、神经网络、小波分 析、专家系统等)技术，建立微网系统最优控 制的模型。 微网系统具有单个DR的(下转第191页)
微网基本运行与控制策略
微网基本运行与控制策略 摘要为保证微电源与微网之间，以及微网与主电网之间功率传输的稳定、可控，需要多个微电源之间的协调控制，因此微网的整体运行控制策略至关重要。本文 系统地介绍了微网中常用的基本运行与控制策略特点，以便针对微网存在的不同 问题应用不同的控制策略。 关键词微网控制策略分层控制协调控制 0．引言 由于大多数分布式电源和储能装置输出电能的频率都不是工频，它们需要通 过电力电子装置接入微网[1]。因此逆变单元是微网中必不可少的环节，分布式电 源的逆变器控制是整个微网的底层控制。从微网运行的灵活性以及微网对传统电 网的影响方面出发，有专家提出了“即插即用”式控制方案[2]，该方案的含义包括 微网对大电网的“即插即用”以及微网内多个分布式电源对微网的“即插即用”。基 于以上控制思想，微网整体控制策略可分为主从控制、对等控制以及分层控制[3]，而针对微电源接口的控制方法，主要包括恒功率控制（PQ Control）、下垂控制（Droop Control）以及恒压恒频控制（V/f Control）[4]。 本文将介绍微网运行与控制存在的主要问题在此基础上阐述不同微电源的接 口控制方法，最后针对三种常用的微网控制策略以及每种策略中微电源不同的控 制方法，进行了综述和比较。 1．微网运行与控制的主要问题 典型微网是由一组放射型馈线组成，通过公共耦合点（Point of Common Coupling, PCC）与主电网相连。在PCC处设有一个主接口（Connection Interface, CI），通常由微网并网专用控制开关——固态断路器(Solid State Breaker, SSB)或背 靠背式的AC/DC/AC电力电子换流器构成。分布式电源、储能单元通过电力电子 接口（Power Electronics Interfaces，PEI）与交流母线相连，负荷主要包括阻抗性 负荷、电动机负荷及热负荷。 微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电 网的联合运行系统，也可以独立地运行在孤岛状态，为当地负荷提供电力需求。 联网运行时，PCC连接处应满足主电网的接口要求，微网在不参与主电网操作的 同时应减少当地电能短缺且不造成电能质量恶化。这时候，微网电压和频率由大 电网提供支撑。而在孤岛情况下，微网必须能自己维持电压和频率。在微网中， 大量电力电子装置的存在使得微网缺乏惯性，而诸如光伏发电、风力发电等可再 生能源发电系统存在输出功率的波动，这些都增加了微网频率与电压调节的难度。另一方面，在联网运行与孤岛模式相互切换的暂态，如何维持微网稳定也是值得 研究的问题。一般说来，当微网联网运行从主电网吸收功率或者为主电网提供功 率时，如果突然切换到孤岛状态，微网发出功率与负荷需求功率的不平衡将导致 微网的不稳定；而当微网从孤岛状态切换到联网模式时，与电网的同步是主要问题。为保证微电源与微网之间，以及微网与主电网之间功率传输的稳定、可控， 需要多个微电源之间的协调控制，微网的整体运行控制策略也至关重要。 2．微网的控制策略 微网的控制策略主要在于控制微电源输出功率，对电力电子接口控制主要指 对DC/AC逆变环节的控制。在通常情况下，逆变器接口的直接控制目标有两种：（1）控制输出电压幅值与频率；（2）在有电压支撑的情况下控制输出电流的幅 值与频率。着眼与不同的控制目标，微电源的逆变器接口常用的控制策略可以分
微电网控制策略研究
微电网控制策略研究Last revision on 21 December 2020
微电网控制策略研究1.分布式电源及其等效模型 1.1分布式电源的定义 国际上关于分布式发电的定义较多，没有形成对分布式发电的统一定义，不仅不同国家和组织，甚至是同一国家的不同地区对分布式发电的理解和定义都不尽相同，以下是几种比较有代表性的：（1）国际能源署对分布式发电的定义为：服务于当地用户或当地电网的发电站，包括内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电技术，以及能够进行能量控制及需求侧管理的能源综合利用系统；（2）美国《公共事业管理政策法》对分布式发电的定义为：小规模、分散布置在用户附近，可独立运行、也可以联网运行的发电系统；（3）丹麦对分布式发电的定义为：靠近用户，不连接到高压输电网，装机规模小于10MW的能源系统；（4）德国对分布式发电的定义为：位于用户附近，接入中低压配电网的电源。接入电压等级限制为20kV，主要包括光伏、风电和小水电；（5）法国对分布式发电的定义为：接入低压配电网，直接向用户供电的电源。接入电压等级限制为20kV，容量限制为10MW，主要是热电联产、小水电和柴油机。综合以上几种定义的共同点，可以认为分布式电源指的是以新能源发电为主，容量较小且靠近负荷中心的发电设备，如小型风力发电机和光伏电池等。 目前，微电网示范工程中的分布式电源主要包括柴油机、微型燃气轮机、小型水力发电机、小型风机、燃料电池和光伏电池，此外，还有少数的生物柴油机、液流电池、超级电容、飞轮储能等。
1.2分布式电源的并网方式 虽然各种分布式电源都可以接入微电网为负荷供电，但由于它们自身的一下特点和微电网对电能质量及供电可靠性的要求，各类分布式电源的并网方式不尽相同。小型水力发电机、鼠笼型异步风机和柴油机等小型常规发电机输出稳定，可直接并网。光伏电池、燃料电池和直流风机等直流分布式电源输出直流电，通常需要经逆变器接入交流微电网，这种并网方式称为直—交式并网。微型燃气轮机和同步风力发电机输出幅值频率变化的交流电电气量,需要整流逆变后才能并网，这种并网方式称为交—直—交并网，对应的分布式电源统称交直
微电网控制策略研究
微电网控制策略研究 1.分布式电源及其等效模型 1.1分布式电源的定义 国际上关于分布式发电的定义较多，没有形成对分布式发电的统一定义，不仅不同国家和组织，甚至是同一国家的不同地区对分布式发电的理解和定义都不尽相同，以下是几种比较有代表性的：（1）国际能源署对分布式发电的定义为：服务于当地用户或当地电网的发电站，包括内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电技术，以及能够进行能量控制及需求侧管理的能源综合利用系统；（2）美国《公共事业管理政策法》对分布式发电的定义为：小规模、分散布置在用户附近，可独立运行、也可以联网运行的发电系统；（3）丹麦对分布式发电的定义为：靠近用户，不连接到高压输电网，装机规模小于10MW的能源系统；（4）德国对分布式发电的定义为：位于用户附近，接入中低压配电网的电源。接入电压等级限制为20kV，主要包括光伏、风电和小水电；（5）法国对分布式发电的定义为：接入低压配电网，直接向用户供电的电源。接入电压等级限制为20kV，容量限制为10MW，主要是热电联产、小水电和柴油机。综合以上几种定义的共同点，可以认为分布式电源指的是以新能源发电为主，容量较小且靠近负荷中心的发电设备，如小型风力发电机和光伏电池等。 目前，微电网示范工程中的分布式电源主要包括柴油机、微型燃气轮机、小型水力发电机、小型风机、燃料电池和光伏电池，此外，还有少数的生物柴油机、液流电池、超级电容、飞轮储能等。 1.2分布式电源的并网方式 虽然各种分布式电源都可以接入微电网为负荷供电，但由于它们自身的一下特点和微电网对电能质量及供电可靠性的要求，各类分布式电源的并网方式不尽相同。小型水力发电机、鼠笼型异步风机和柴油机等小型常规发电机输出稳定，可直接并网。光伏电池、燃料电池和直流风机等直流分布式电源输出直流电，通常需要经逆变器接入交流微电网，这种并网方式称为直—交式并网。微型燃气轮机和同步风力发电机输出幅值频率变化的交流电电气量,需要整流逆变后才能并网，这种并网方式称为交—直—交并网，对应的分布式电源统称交直
微电网运行控制策略
微电网运行控制策略 截至目前，国内已开展微电网试点工程30个，既有安装在海岛孤网运行的微电网，也有与配电网并网运行的微电网。“十三五”期间，我国将在太阳能、风能占优势的地区建设微电网示范区，还将推动建设100座新能源示范城市。为进一步保障微电网的安全、可靠、经济运行，结合我国微电网发展的实际情况，一些新的微电网技术需求有待进一步研究。 微电网研究领域，最为关键的技术是微电网的运行控制，微电网控制的基本要求是：任一微电网的接入，不对既有微电网系统造成明显影响；能协调微电网的发电与负荷，自主选择运行点；能稳定的在并网和孤岛两种模式下运行，并在两种模式间平滑切换；可以对有功、无功进行独立控制，具有自主校正电压跌落和系统不平衡的能力。 微电网控制功能基本要求是新的微电源接入时不改变原有设备，微电网解、并列时是快速无缝的，无功功率、有功功率要能独立进行控制，电压暂降和系统不平衡可以校正，要能适应微电网中负荷的动态需求。微电网控制功能如下： （1）基本的有功和无功功率控制 由于微电源大多为电力电子型的，有功功率和无功功率的控制、调节科分别进行，可通过调节逆变器的电压幅值来控制无功功率，调节逆变器电压和网络电压的相角来控制用功功率。 （2）基于调差的电压调节 在有大量微电源接入是用P-Q控制是不适宜的，若不进行就地电压控制，就坑内产生电压或无功振荡。而电压控制要保证不会产生电源间的无功环流。在大电网中，由于电源间的阻抗相对较大，不会出现这种情况。
微电网中只要电压整定值有小的误差，就可能产生大的无功环流，使微电源的电压值超标。要根据微电源所发电流是容性还是感性来决定电压的整定值，发容性电流时电压整定值要降低，发感性电流时电压整定值要升高。 （3）快速负荷跟踪和储能 在大电网中，当一个新的负荷接入时最初的能量平衡依赖于系统的惯性，主要为大型发电机是惯性，此时仅系统频率略微降低而已。由于微电网中发电及的惯量较小，有些电源是响应时间常数又很长，因此当微电网与主网解列成孤岛运行时，必须提供蓄电池、超级电容器、飞轮等储能设备，相当于增加一些系统的惯性，才能维持电网的正常运行。 （4）频率调差控制 在微电网成孤岛运行时，要采取频率调差控制，改变各台机组承担负荷比例，已使各自出力在调节中按一定的比例且都不超标。 储能系统是微电网中的一种特殊微电源。储能系统由储能单元和双向变流器构成，在联网运行时，储能系统能够存储能量；在孤岛运行时，储能系统起着加快切换时间，改善电能质量和平衡多种电源间响应时间不一致的弊端的重要作用。
对微电网控制策略的分析
对微电网控制策略的分析 摘要：随着我国用电量逐年攀升，对于电网管理的要求也在不断提高，采用小 型分布式电源组成的电网，具有较高的运行可靠性，同时供电质量也能得到保障。本篇文章基于微电网的角度，首先简要分析微电网的概念以及发展现状，然后分 析微电网的基本控制方法和模式。希望本文的研究能够为读者提供有益参考。 关键词：微电网；控制策略；分布式电源 分布式发电技术基于减少温室效应、提高供电效率的要求研发，由于其体量小、可靠性高，一经出现就被广泛应用。尽管它有着诸多优点，但在实际应用过 程中，因各种影响因素呈现调控困难、不可控源较多的情况。基于此缺陷，大电 网通常以隔离、限制的方式处置分布式电源，但是这样的方案限制了分布式电源 功效的发挥，鉴于此人们提出了微电网的概念，解决分布式发电技术与大电网之 间的衔接矛盾，确保两者在转换过程中平稳运行。 1微电网基本概念以及发展现状 微电网是相对于大电网提出的电力管理系统，由分布式发电系统、储能系统、负荷等构成，微电网同时向用户供给热能和电能，对于北方地区而言既能够供电，又解决了部分供热问题。同时它的架构、配置比较灵活，因此可以与大电网联接 运行，若是大电网出现故障，可以及时切断联接独立运行。相比于大电网，微电 网的受控元件较为单一，利用电力电子变换器转换能量，提供必需的控制。微电 网表现为辐射状结构，通常有3条馈线、1个与大电网联接的公共连接点，实现 静态开关控制。基于此特点，可以将微电网看作1个可控的单一负荷。 微电网的概念最早由美国提出，主要将研究重点集中在提高供电质量、降低 供电成本、智能化管理和控制，为此美国能源部与通用电气展开合作，推出了“通用电气全球研究”计划。欧洲对于微电网的研究，主要用以满足个性化的用电需求，体现运行稳定和环保。基于可靠性、接入性、灵活性三个方面进行考虑，典型工 程有希腊基斯诺斯岛微电网、西班牙LABEIN项目等。我国对于微电网的研究， 受到美国、欧洲等国家的启发，侧重于接入清洁能源，如光伏、风机等，利用蓄 电池、超级电容器作为储能装置，采取底层、上层中央管理控制相结合的方案[1]。 2微电网控制策略分析 微电网主要有两种运行模式，与大电网并网运行，即并网模式。当监测到大 电网出现运行故障，微电网则自动与电网断开，采取独立运行的方式，保证自身 的可靠性和供电安全，被称为孤岛模式。微电网从并网到孤岛模式的切换，需要 完善其运行与控制系统。微电网控制的重点难点，就是自身有过多的微电源数目，单靠1个中心控制点很难对微电网整个系统快速响应和控制。加之微电源是不可 控电源，因此输出功率也很难预测。当前微电网的控制策略，大致可以分为主从、对等控制，从控制层次来看又可分为底层微电源控制和上层管理系统。分层次的 控制策略，属于主从控制的一种。 2.1分布式电源控制策略 采用横功率控制（PQ控制），通过它让电源输出有功功率和无功功率，确保 两者等于电源参考值。利用有功功率控制器，调整频率下垂特性，使得电源输出 有功功率与参考值的误差控制在合理范围内。无功功率与参考值保持小的误差， 是利用无功功率控制器调整电压下垂特性实现。例如，系统的频率为50MHz，电 源端口电压为额定值，以P-ref、Q-ref分别代表有功功率和无功功率，当提升电 源的端口电压幅值，电源的运行点就会出现位置变动，在这过程中有功和无功功