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摘要：本文介绍了微电网孤岛、并网两种运行模式的控制策略。在并网运行时，微电源利用PQ控制来确保恒定的输出功率，微电网内的功率波动由大电网进行平衡，使能源管理和能量存储装置在待机模式下充电；当大电网发生故障或其主动与微电网拆分时，被孤岛监测装置检测到后，储能装置中的蓄电池将采用V/f控制方法，且微电网切换到孤岛模式下运行，以弥补电力不足。这不仅实现了能源供应和需求之间的平衡，同时也提供了系统电压和频率支撑。
关键词：微电网；控制策略；平滑切换；储能
一、微网运行控制概述
微网运行控制策略[1]的制定和实现，是通过对每个微源的控制达到对微网的控制，从而使微网时时刻刻调节微源满足负荷需求。各种典型微源控制方法是研究微网孤岛运行的基础，结合各微源的不同特性，以提高微电网稳定性和电能质量为目标，制定各个微源的最佳控制方案并不断加以优化，从而提出了微网整体控制策略的实施流程和步骤。
（一）对等控制
对等控制[2]，指每个微源具有同等地位。这种控制方法不需要区分主从关系。但是可以让微源具有“即插即用”的功能。即在能量平衡时就可实现微电网中的任一微源的介入或断开而不需要改变微网中其它单元的设置。在此控制策略下，各微源通过收集本地信息对自身出力进行Droop控制而无需通信协调。对等控制策略下，控制具有冗余性，并能保证孤岛时微网内电力供需平衡和频率统一，控制方法简单可靠。
当微网中多个微源采用Droop控制时，由于各微源容量不同，其下垂特性曲线不同。确定有功下垂和无功下垂增益是实现各微源协调的有效途径。以双微源为例，如图1[4]所示。
实际应用中，频率变化范围为±2Hz，电压幅值的变化范围为±5%。其中Qmaxi是微源i在出口电压幅值最低(Vmini)时的无功出力。
（二）、主从控制
主从控制策略[3]是指在微网孤岛运行时，微网内部某一个微源采取vf控制，起到稳定微网频率和电压幅值的作用，调节微网功率平衡，同时向微网中其余微源提供频率和电压幅值参考；其余微源一般采取PQ控制，以运行经济性和效率为目标。
主从控制策略根据主控单元的数量和层次可分为单主控制和多主控制两类。单主控制指微网中只有一个微源作为主控微源，该微源作用与传统电网中平衡电厂类似。
主控单元需要在微网从并网运行转入孤岛运行(特别是非计划孤岛)时快速由PQ控制方法转换为Vf控制方法[5]，而当微网从孤岛运行转入并网运行时快速由Vf控制方法转换为PQ控制方法，并保证主网不受影响。因此对主控单元的要求便是快速平滑的切换PQ和Vf两种控制方法。常用的主控单元如下：
（1）主控单元为储能装置。当微网从并网转为孤岛运行时，为了维持系统功率的平衡，储能装置充放电以跟踪微源负荷波动与输出功率。然而此方法凸显了装置存储能力有限的缺点。在系统长时间超负荷供能时，微网频率和电压将处于崩溃边缘。因为这方面的原因，所以主控单元在微网进入孤岛运行模式后不能长时间作为储能装置使用。
（2）主控单元为微型燃气轮机。微燃机可长时间稳定运行，输出功率可以在范围内自由调节，可高效运行于PQ控制和Vf控制两种方式之下，而且可以实现在这两种方法间转换，因此微燃机可以作为主控单元。容量稍微大点的微燃机应该被用来作为主控单元；当存在多个主控单元时，应该选择容量最大的作为第一主控，次大的作为第二主控，其余主控依此类推。微燃机容量越是大，越是适合作主控单元，这样有助于保证孤岛运行的稳定性和提高电能质量。微燃机作为主控并非完美无缺，当微网从并网进入孤岛转换时，容易造成很大的频率波动，严重的直接下各种保护动作下退出运行，对系统可靠性和电能质量的维护较为不利。
三、小结
主网发生任何故障或质量不满足要求，微网便断开与主网的连接，由微网内微源向负荷供电，微网进入孤岛运行模式。为了保证向负荷能够不间断供电以及提供高质量电能，孤岛运行以对等控制与主从控制为主。
参考文献
[1]董鹏.微网的控制与保护策略研究[D].华北电力大学，2009，34-41.
[2]苏玲.微电网相关问题及技术研究[J].电力系统保护与控制，2010，38-45.
[3]楼书氢，李青锋，许化强，刘鲁丹.国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景[J].华中电力，2009.
[4]Jung S M,Bas Y S,Choi S W,et al.A low cost utility interactive inverter for residential fuel cell generation[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2007,22(6):2293-2297.
[5]Yao Z L,Xiao L,Yan Y G.Seamless transfer of single-phase grid-interactive inverters between grid-connected and stand-alone modes[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2010,25(6):1597-1602.
论文作者:何明成,高杰,梁宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/12
标签：孤岛论文; 电网论文; 单元论文; 方法论文; 策略论文; 主从论文; 频率论文; 《基层建设》2017年第7期论文;