（黑龙江八一农垦大学 163319）
摘要：本文首先研究在微电网中如何进行频率的调整，利用超速法使风电机组转子转速增加，使其不在最大功率跟踪曲线上，从而获得一些有功功率备用，在微电网频率发生变化时参与微电网频率调整。其次在风机的转子侧变换器的控制系统中加入附加频率控制环节，使风机能够快速响应微电网频率的变化，参与系统频率的调整。最后，在仿真软件DIGSILENT/Power Factory创建了一个风电并网的系统，通过仿真实验证实，所提出的控制策略能够使风机响应微电网频率变化，并参与调频。
关键词：微电网； DIgSILENT软件；频率调整
引言
随着人们对环保问题的日益关注，发展清洁能源发电技术就显得非常迫切。然而分布式电源接入电力系统后，会对电网产生不利影响，就需要寻找解决的方案。微电网既可以孤岛运行，也可以接入大电网并网运行。微电网与大电网之间相互支撑、互为备用。并且在恶劣天气时，还能保障供电。微电网对于解决偏远地区、人口稀少地区、岛屿等的供电具有不可替代的优越性，其距离负荷较近，电能质量和供电可靠性明显提高。鉴于微电网的诸多优点，同时为了紧跟国际微电网的研究潮流，我国的微电网在近十年也逐渐发展起来，尤其对微电网的频率稳定性分析愈来愈热。
一、研究背景及意义
良好的频率稳定性是微电网安全稳定运行的重要条件。并网模式下的微电网与大电网相连，频率可得到大电网支撑，各微电源不参与频率调整；孤岛模式下微电网失去大电网的支撑，频率稳定性的问题变得更为严峻。为了最大限度地利用新能源，风电机组和光伏电源一般运行在最大功率追踪模式，在负荷突变或发电机故障时，仅靠柴油机的调速器动作和所存储的能量的调节是不够的，尤其是在新能源渗透率较高的微电网中，探索能够充分利用各微源的调频能力的方法，从而确保微电网的频率稳定和安全稳定运行是非常有必要的。
二、光伏电源作为微电网的微源
20世纪90年代以后，光伏发电获得了快速发展的机会。美国率先制定了光伏发电的详细规划；日本在2003年所生产的光伏组件占到全世界的一半；德国紧随日本光伏发展步伐，设立可再生能源法来规定光伏发电上网时的电价，极大地推动了光伏产业的发展。在全球光伏发电安装量的国家中，中国是名列前茅的。此后太阳能发电将会由独立发电转向并网发电。
太阳能电池所产生的直流电由蓄电池存储，随后通过逆变器将蓄电池的直流电变换成交流电，供给电网用户使用。逆变器可分为他激式振荡逆变以及自激式振荡逆变两种。在微电网中，将光伏电源接入系统中，探索在负荷突然变化时系统频率变化时，光伏电源对于系统频率的响应情况，确定其是否参与系统的频率调整。
三、微电网并网和孤岛运行及其微电网控制策略
3.1微电网并网和孤岛运行
在一般情况下微电网与大电网并联运行，由大电网来补充自己发电的不足或者向电网提供多余的电能；当检测到大电网存在故障时微电网可以选择同大电网断开连接转为孤岛运行模式，由微电网系统内部的分布式电源来向系统负荷供电。微电网的控制是微电网研究里面非常重要的部分，主要包括：微电网在孤岛运行模式下应能确保每个微电源都能快速响应系统负荷的变化；调节微电源接口处电压以保证电压的稳定性；根据需要，能够自主地选择与大电网进行分离和并列。
3.2微电网控制策略
微电源经过变换器接入微电网，基本控制方法包括三种，即PQ控制、V/f控制和下垂控制。PQ控制是指为了实现波动性、间歇性电源的最大的利用率从而输出的为有功参考值错误！未找到引用源。、无功参考值错误！未找到引用源。。功率给定值和实际测量值相减，通过PI控制器后得到d轴电流的参考信号错误！未找到引用源。和q轴电流参考信号错误！未找到引用源。,进而控制分布式电源恒定功率出力。
对于有多个微电源参与的微电网系统而言，主要采取主从型和对等型两种控制策略。对等控制虽然失去了电压和频率的稳定性，但是简单可靠并且易于实现。主从控制可以支撑微电网的电压和频率，但对主控单元有非常强的依赖性。
四、对搭建模型进行研究和结果分析
为了验证本文所涉及的双馈感应风力发电机组参与系统调频控制方法的可用性。在DIGSILENT仿真软件上建立了一个含有风电机组、同步发电机、光伏等电源的系统。其中General load在仿真模拟进行至30秒时接入系统。具体如下图1所示：
图4-1 系统结构
该仿真系统接入了额定功率为5MW的风电机组，并且该风电机组并非运行在最大功率运行模式，而是留有一定的有功备用，用于系统的一次调频。风电机组和光伏电源均与变换器连接。
五、结语
本文研究分析了当系统的负荷突然增大，风电机组参与系统调频前后，各个微电源的有功输出变化。验证了风机的备用功率、虚拟惯量控制和下垂控制对于系统频率的调节作用，说明了在风机参与系统调频后，能够有效地抑制系统频率的波动，从而维持系统的频率稳定。
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4.曹军,变速恒频双馈电机风电场综合控制系统研究[D],浙江大学硕士论文,2009。
论文作者:王春月,季有印,张影
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/8
标签：电网论文; 频率论文; 系统论文; 电源论文; 光伏论文; 风电论文; 机组论文; 《电力设备》2016年第16期论文;