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1、微電網(wǎng)運行與控制2014-2015學(xué)年第一學(xué)期7/29/20211微電網(wǎng)運行與控制第一章微電網(wǎng)概述第二章微電網(wǎng)組成元件第三章微電網(wǎng)基本控制方法第四章微電網(wǎng)多代理優(yōu)化控制方法第五章微電網(wǎng)保護7/29/20212第三章微電網(wǎng)基本控制方法3.1微電網(wǎng)的運行狀態(tài)3.2微電網(wǎng)控制方式7/29/202133.1微電網(wǎng)運行狀態(tài)并網(wǎng)運行狀態(tài)離網(wǎng)運行狀態(tài)并網(wǎng)→離網(wǎng)狀態(tài)離網(wǎng)→并網(wǎng)狀態(tài)故障/檢修狀態(tài)大電網(wǎng)直供負荷狀態(tài)過渡狀態(tài)非正常狀態(tài)正常狀態(tài)7/29/202143.1微電網(wǎng)運行狀態(tài)7/29/202153.1微電網(wǎng)運行狀態(tài)并網(wǎng)狀態(tài)運行于聯(lián)
2、網(wǎng)模式時，母線電壓頻率和負載由大電網(wǎng)支撐。微網(wǎng)一般被要求控制為一個“好公民”或者“模范公民”。作為“好公民”時，微網(wǎng)在與配電網(wǎng)連接時需滿足配電網(wǎng)的接口要求，同時不參與主電網(wǎng)的操作。此時，微網(wǎng)應(yīng)能實現(xiàn)減少電能短缺、提高當(dāng)?shù)仉妷嘿|(zhì)量和不造成電能質(zhì)量的惡化等目標。作為“模范公民”時，要求微網(wǎng)能為大電網(wǎng)提供一些輔助操作，例如：參與大電網(wǎng)的電壓和頻率調(diào)節(jié)，參與維持整個電網(wǎng)穩(wěn)定運行，提高故障承受能力等等7/29/202163.1微電網(wǎng)運行狀態(tài)離網(wǎng)狀態(tài)運行于孤島模式時，微網(wǎng)必須能維持自己的電壓和頻率。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，頻率能通過大型
3、發(fā)電廠內(nèi)擁有大慣性的發(fā)電機來維持，電壓通過調(diào)節(jié)無功功率來維持。在微網(wǎng)中，由于采用大量電力電子設(shè)備作為接口，其系統(tǒng)慣性小或無慣性、過載能力差、以及采用可再生能源發(fā)電的分布式電源輸出電能的間歇性和負載功率的多變性增加了微網(wǎng)頻率和電壓控制的難度。而且配電網(wǎng)線路阻抗呈阻性，使電壓不僅與無功功率有關(guān)也與有功功率有關(guān)，控制電壓需要通過控制有功和無功功率兩個方面來完成。7/29/202173.1微電網(wǎng)運行狀態(tài)切換狀態(tài)微網(wǎng)運行在兩種模式之間切換的暫態(tài)時，維持微網(wǎng)穩(wěn)定是其最主要的問題。如果微網(wǎng)在聯(lián)網(wǎng)運行時吸收或輸出功率到電網(wǎng)，當(dāng)微網(wǎng)
4、突然從聯(lián)網(wǎng)模式切換到孤島模式時，微網(wǎng)產(chǎn)生的電能和負荷需求之間的不平衡將會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，此時設(shè)計合理微網(wǎng)結(jié)構(gòu)和采用恰當(dāng)?shù)目刂品椒ㄊ欠浅Ｖ匾?。?dāng)微網(wǎng)從孤島模式重連到大電網(wǎng)，如何與電網(wǎng)同步是其主要問題。目前，儲能裝置對缺少慣性的微網(wǎng)是維持其暫態(tài)能量平衡的必要元件。7/29/20218第三章微電網(wǎng)基本控制方法3.1微電網(wǎng)的運行狀態(tài)3.2微電網(wǎng)控制方式7/29/202193.2、微電網(wǎng)控制方式（一）主從控制1、以分布式電源作為主控制器2、以中心控制器作為主控制器（二）對等控制1、分層協(xié)調(diào)控制2、自治協(xié)調(diào)控制7/29/20
5、2110（一）主從控制主從控制就是微網(wǎng)的控制系統(tǒng)中存在某一個控制器為主控制器，其余為從控制器，主從控制器之間一般需要通信聯(lián)系，且從控制器服從主控制器。以分布式電源作為主控制器以中心控制器作為主控制器3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202111以分布式電源作為主控制器微網(wǎng)底層分布式電源的控制是一種主從控制結(jié)構(gòu)。由于這種主從控制存在于分布式電源層，所以其通信聯(lián)系是強聯(lián)系，一旦通信失敗，微網(wǎng)將無法正常工作。主單元分布式控制策略聯(lián)網(wǎng)運行時微網(wǎng)中所有分布式電源采用PQ控制，即微網(wǎng)不參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)，只輸出指定的有功和無功功率
6、；在孤島運行時主單元采用V/f控制維持系統(tǒng)的電壓和頻率恒定。（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202112恒功率控制控制目的是使分布式電源輸出的有功功率和無功功率等于其參考功率。有功功率控制器調(diào)整頻率下垂特性曲線使分布式電源輸出的有功功率始終維持在參考值附近；無功功率控制器則調(diào)整電壓下垂特性曲線使無功功率也維持在相應(yīng)的參考值附近。（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202113V/f控制V/f控制原理基本思想：輸出電壓的幅值和頻率一直維持不變分布式電源輸出的有功功率從P1變化到P3，無功功率從
7、Q1變化到Q3，其輸出的頻率始終為50Hz，電壓幅值為額定值。（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202114恒功率控制（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202115V/f控制方法1分布式電源不管系統(tǒng)負荷功率如何變化，其端口輸出的電壓和頻率一直維持恒定當(dāng)負荷需求量小于發(fā)電量時，主單元吸收剩余電能；負荷需求量大于發(fā)電量時，主單元則提供更多電能；（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202116主單元相當(dāng)于無窮大母線；在動態(tài)過程中，由于這種方法使用鎖相環(huán)（PLL）檢測系統(tǒng)頻率作為逆變器頻率
8、的參考輸入，所以采用這種控制方法電壓的幅值在動態(tài)程中變化更小。（一）主從控制3.2、微電網(wǎng)控制方式7/29/202117恒功率控制當(dāng)系統(tǒng)頻率為50Hz、分布式電源的端口電壓為額定值，分布式電源運行在B點，輸出的有功功率和無功功率分為Pref、Qref；當(dāng)系統(tǒng)的頻率增加，且分布式電源的端口電壓幅值增大，此時分布式電源運行點將由B點向A點移動，輸出的有功和無功依
