微电网运行控制与保护技术

1、微电网运行的模式有与外部电网并网运行和孤网运行。

2、微电网控制的方法目前主要有：

(1)基于电力电子技术的即插即用和对等控制；

(2) 基于功率管理系统的控制；

(3) 基于多代理技术的微电网控制。

3、微电网的主要元件有开关、微型电源、储能元件、电力电子装置、通信设施，其中常用的电力电子器件有整流器、逆变器、滤波器、斩波器。

4、逆变器由主电路和控制电路组成，根据直流电源的类型，逆变器可分为电压型逆变器和电流型逆变器。

5、电力系统综合负荷模型是反映实际电力系统负荷的频率、电压、时间特性的负荷模型，可分为动态负荷模型模型和静态负荷模型模型

6、微电网控制中，在并网与孤网相互切换的动态过程和孤网运行时，为了保证平滑过渡和稳定运行，需要进行电压、频率、相角控制。

7、微电网的控制模式主要有多主或单主控制、微电网孤网下垂控制（Droop）两种模式。

8、MAS（Multi-Agent Sysrem）是由多个Agent组成的Agent系统，MAS的体系结构更是多个Agent之间的通信和控制模式，它的类型影响着整个系统的性能，它通常情况下可分为集中式、分布式、混合式三种，但从本质上说，所有的MAS都是分布式结构。

9、微电网保护中进行短路故障分析时，在输电线路中常遇到的故障有单相接地短路、两相接地短路、两相短路及三相短路。

10、电力系统中谐波是由于非线性负载产生的，谐波的危害也十分严重，为解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题，基本思路是装设谐波补偿装置来补偿谐波。

11、微电网技术作为国际电力系统的一个前沿研究领域，正朝着智能电网的方向高速发展，而实现智能电网正常运行所需的常用技术有(1)：现有配电网技术、(2)：新型网络技术、(3)：广域通信技术、(4)：电力电子技术、(5)：静态储能技术。

微电网是什么_微电网的概念及技术特点

微电网是什么_微电网的概念及技术特点 微电网的概念微电网（Micro-Grid）也称为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。 微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。 微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。 微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。 由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业（热电联供）的发展潜力和利益空间巨大。提高供电可靠性和供电质量的要求以及远距离输电带来的种种约束都在推动着在靠近负荷中心设立相应电源。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制，不需要分布式的就地控制器，而仅采用常规的量测装置，量测装置与就地控制器之间采用快速通讯通道。采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。微电网集中能量管理系统与就地控制器采用弱通讯连接。 微电网的特点微电网系统结构图微电网系统由于包含有数量众多、特性各异的多种分布式电源而成为一个大规模、非线性、多约束和多时间的多维度复杂系统，具有复杂性、非线性、适应性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统特征，属于一类变量众多、运行机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。因此，微

微电网运行与控制作业

基于PQ控制方法的微电网并网运行 摘要： 0引言 随着环境问题和能源问题的日益突出,世界各国开始纷纷为寻求更加环保节能的新能源发电方式而努力。近年来,具有环境污染少、能源利用率高及安装地点灵活等优点的分布式发电开始受到世界各国的关注,然而,随着分布式发电的迅速发展及其在大电网中的大量接入,其对大电网的影响也是显而易见的因此,急需另外一种发电方式来解决以上问题,随着新型技术的应用,特别是现代控制理论及电力电子技术的发展,本世纪初微电网的概念被提出。 微电网中的大多数微电源通过逆变器接入系统,因此对微电源的控制即为对其逆变器的控制。无论是并网运行还是独立运行,都需要对微电网的各个逆变器进行有效地控制,以维持电压和频率在允许变化的围之,从而满足负荷对电能质量的要求。PQ控制一般用于发电具有间歇性的微电源,如光伏发电、风力发电等,并用于并网发电,此时微电网的电压由大电网或其他微电源提供稳定支撑时,则此微电源逆变器控制的主要目标就是保证逆变器输出的有功电流和无功电流跟踪参考电流以及电流的频率和相位与微电网电压保持一致。 1 微电网的结构 微电网将分布式电源、负荷、储能装置、控制装置等汇集而成一个小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统，图1-1给出了一种典型的微电网系统示意图。 图1-1典型的微电网系统 图 1-1 中微电网通过公共耦合点(Point of Common Coupling，PCC)处的静态开关(Static Transfer Switch，STS)与配电网相连，整体呈辐射状结构，共有2条馈线 A、B。重要或敏感负荷接在馈线A上，不重要的负荷接在馈线B上。这样，当微电网与主网解列时，可以切去不重要的负荷，保证网重要负荷和发电平衡。另外，微电网中还配置有潮流控制器和能量管理器等控制设备，帮助实现微电网有效的控制和管理。当负荷发生变化时，潮流控

微电网控制与保护学习心得

微电网控制与保护学习心得 摘要：本文介绍了文献查阅后总结的微电网的基本知识和微电网控制与保护相关的一些问题。微电网的出现协调了大电网与分布式电源的矛盾，对大电网表现为单一的受控单元，对用户则表现为可定制的电源，可以提高本地供电可靠性，降低馈线损耗。但是目前我国微电网的发展尚处于起步阶段，还有很多问题有待研究。微电网的保护和控制问题是目前分布式发电供能系统广泛应用的主要技术瓶颈之一。微电网的保护既要克服微电网接入对传统配电系统保护带来的影响，又要满足含微网配电系统对保护提出的新要求，这方面的研究是保证分布式发电供能系统可靠运行的关键。文中提出了一些现有的文献中提及的微电网继电保护方法和保护方案。 关键词：微电网；控制；保护；分布式发电 Abstracts：This article describes the literature review after the conclusion of the basics of micro grid and micro grid control and protection-related problems. The emergence of micro-coordination of a large power grid and distributed power conflicts, the performance of a single large power controlled unit, users can customize the performance of the power supply, can improve local supply reliability and reduce feeder loss. But at present, the development of micro-grid is still in its infancy, there are many problems to be studied. Microgrid protection and control of distributed power generation is widely used for energy systems one of the main technical bottlenecks. Microgrid protection is necessary to overcome the Microgrid access to protect the traditional distribution system impact, but also to meet with micro network distribution system to protect the new requirements, this research is to ensure that distributed generation energy supply system reliable operation of the key. This paper presents some of the existing literature mentioned methods and microgrid relay protection scheme. Key Words：Microgrid; Control; Protection; Distributed Power Generation 一、微电网基本知识 当前电力系统已成为集中发电、远距离高压输电的大型互联网络系统。随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸现，如运行难度大、难以满足用户越来越高的可靠性及多样化用电需求等。近年来世界范围内的大面积停电事故，充分暴露了大电网的脆弱性。鉴于上述问题，国内外学者开始广泛研究分布式发电技术。分布式发电是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，能够经济、高效、可靠地发电。分布式电源位置灵活、分散，能与大电网互为备用，在一定程度上分担了输电网从电厂向用户远距离和大功率输电的功能。经过20 多年的发展，分布式发电已成为一股影响电力工业未来面貌的重要力量。 1) 应对全球能源危机的需要。随着国际油价的不断飙升，能源安全问题日益突出，为了实现可持续发展，人们的目光转向了可再生能源，因此，风力发电、太阳能发电等备受关注，快速发展并开始规模化商业应用，而这些可再生能源的发电大都是小型的、星罗棋布的。 2) 保护环境的需要。CO2 排放引起的全球气候变暖问题，已引起各国政府的高度重视，并成为当今世界政治的核心议题之一。为保护环境，世界上工业发达国家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术(如热电联产微型燃气轮机) ，有利地推动了DG的发展。 3) 天然气发电技术的发展。对于天然气发电来说，机组容量并不明显影响机组的效率，并且天然气输送成本远远低于电力的传输，因此比较适合采用有小容量特点的DG。 4) 避免投资风险。由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。此外，高压线路走廊的选择也比较困难。这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的DG项目来就地解决供电问题。 尽管分布式电源优点突出，但分布式电源相对于大电网来说是一个不可控电源，大电网也往往限制或隔离分布式电源。为了协调大电网与分布式电源的矛盾，学者又提出了微电网的概念。

3微电网运行控制技术

微电网运行控制技术
国网电力科学研究院 2011.07.13
吴福保 (wufubao@https://www.wendangku.net/doc/c68928654.html,)
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报 告 内 容
n 微电网的起源/定义/特征 微电网的起源/定义/ n 微电网系统的典型结构 n 微电网监控系统体系架构 n 微电网运行控制与模式切换 n 国网电科院微电网相关工作 n 国外微电网试点工程介绍
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1. 微电网的起源、概念、特征
1.1 微电网的起源
n 大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源(DR)
简单并网运行对电网和用户造成的冲击。
u 电能质量问题 u 间歇性分布式发电（DG）控制困难 u 安全保护……
风力发电
建筑光伏
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1. 微电网的起源、概念、特征
1.1 微电网的起源
n 微电网作为分布式电源
接入电网的一种组织形 式具有积极的作用
u 实现多类型分布式电源
的协调控制
u 提高供电可靠性，满足
特定用户的供电服务要 求 源简单并网对电网的不 利影响……
u 减小高渗透率分布式电
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微电网运行控制与保护技术

第一章引言 随着电力需求的不断增长，集中式大电网存在一些弊端：成本高，运行难度大，难以满足越来越高的安全性和可靠性要求，尤其是近几年来世界范围内接连几次发生大面积停电事故以后，大电网的脆弱性充分暴露出来，国际上的专家得出一个结论——发展分布式电源比通过改造电网来加强更加简洁、快捷。分布式发电具有污染少，能源利用率高、安装地点灵活等优点，与集中式发电相比，节省了输配电资源和运行费用，减少了集中输电的线路损耗。随着分布式发电渗透率的增加，其本身存在的问题也凸显出来，分布式电源单机接入成本高、控制困难。一方面，分布式电源相对大电网来说是一个不可控源，在分布式电源并网标准中规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行，这就大大限制了分布式能源效能的充分发挥；另一方面，目前配电系统所具有的无源辐射状运行结构以及能量流动的单向、单路径特征，使得分布式发电必须以负荷形式并入和运行，即发电量必须小于安装地用户负荷，导致分布式发电能力在结构上受到很大限制。 随着新型技术的应用，尤其是电力电子接口和现代控制理论的发展，微电网的概念出现了。微电网充分发挥了分布式发电的优势、消除分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种新的分布式能源组织方式和结构。微电网将额定功率为几十千瓦的发电单元——微源（MS）、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个可控单一的单元，同时向用户提供电能和热能。总之，对于电力企业，微电网可视为一个简单的可调度负荷，可以在数秒内做出响应以满足传输系统的需要；对于用户，微电网可以作为一个可定制的电源，以满足用户多样化的需求。 由于世界各国发展微电网的侧重点不同，所以对微电网的定义也有所差别。以（CERTS）为例，微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并同时满足用户对电能质量和供电安全等要求。欧洲、美国及日本等发达国家都已经完成微电网的基础理论研究，初步建立了分布式能源和微电网的模型和试验工程:美国多兰技术中心微电网试验平台，日本青森县微电网示范工程等，我国对微电网研究尚处于起步阶段，国内一些知名大学展开了对微电网的研究，如，清华大学和辽宁高科能源集团合作，在国内率先将微电网应用到实际工程中。

微电网并网控制与保护论述

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/c68928654.html, 微电网并网控制与保护论述 作者：杨浩亮秦立军 来源：《中国科技博览》2013年第24期 摘要：介绍了微电网概述及其发展现状，并对其控制和保护方面进行了分析。 关键词：微电网；控制；保护 中图分类号：TM77 0引言 微电网从系统来看，是将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能和热能。与传统集中式能源供电系统相比，微电网接近负荷，可以减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；微电网有以下几方面特点，首先由于分布式电源的灵活性可就地供电，解决了电力系统输配电中存在的一些问题提高了供电可靠性。其次，微电网中电源包括风力发电机、光伏电池、小型燃气轮机以及超级电容等，随着微网的运用有利于可再生能源在我国的发展。再次，微电网采取电能在靠近用户的地方生产并直接为用户供电的方式能够有效减少对集中式大型发电厂电力生产的依赖以及远距离电能传输、多级变送的损耗，从而延缓电网投资，降低网损有利于建设节约型社会。微电网的特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国有着广阔的发展前景。但是微网接入大电网还存在很多问题，如分布式电源供电的可靠性、电能质量和供电效率等问题，为了保证稳定、可靠的系统运行，需要对接入电网的微源发电系统进行有效的控制是解决问题的有效方法之一。 欧盟把微网定义为：“充分利用一次能源，将小的、模块化的分布式电源互联，能实现冷、热、电联供，配有储能装置，连接到低压配电网的系统”。光伏、燃料电池和微型燃气轮机通过电力电子接口连接到微网，小的风力发电机直接连接到微网，中心储能单元被安装在交流母线侧。美国电气可靠性技术解决方案联合会（CERTS）和威斯康辛大学定义微网为：“微网是一个由负载和分布式电源组成的独立可控系统，对当地提供电能和热能”。采用微型燃气轮机和燃料电池作为主要的电源，储能装置连接在直流侧与分布式电源一起作为一个整体通过电力电子接口连接到微网。其控制方案相关研究重点是分布式电源的“即插即用”式控制方法。到目前为止，他们不允许微网向大电网供电。日本没有明确给出微网定义，但是在发展微网展示平台方面做出了重要贡献。 2微电网控制与保护的研究 2.1控制 微网运行有三种状态：并网运行、孤岛运行、并网运行和孤岛运行之间转换的过渡过 程。为保证微网安全有效的运行，在微网结构和负荷发生变化时仍能发挥最大效能，对微网的

微电网技术研究现状

微电网技术研究现状 国 海1、2;苏建徽1;张国荣1 (1.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;2.安徽科技学院,安徽凤阳 233100)摘 要:首先阐释了微网的概念、结构及特点,然后对当前美国、欧盟和日本等国的微网研究现状进行了介绍,并介绍了微网运行方式,最后着重探讨了现阶段微电网研究中的关健问题和相关研究现状。 关键词:微网;DG;分布式发电;电网 Abstrac t:F irstly,t he concept,t he structure and t he character i stics o fm i crogr i d are presented.T hen,the presen t deve lop m ent o f m icrog rid in the U nited States,Europe and Japan is i ntroduced as w ell as t he operati on m odes ofm icrog ri d.A t last,t he key prob l em s and the research cond itions related to m i crog rid are d i scussed e m phaticall y. K ey word s:m icrog rid DG;distri buted gene ra tion;pow er g ri d 中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1003-6954(2009)02-0001-06 1 微网的概况 1.1 微网产生的背景 随着国民经济的发展,电力需求迅速增长,电网规模不断扩大,超大规模电力系统的弊端也日益凸现,成本高,运行难度大,难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。尤其在近年来世界范围内接连发生几次大面积停电事故[1], 2008年年初中国南方冰灾还是在汶川震灾期间,中国电网都发生了大面积的停电[2],电网的脆弱性充分暴露了出来。 分布式发电可以提供传统的电力系统无可比拟的可靠性和经济性,具有污染少、可靠性高、能源利用效率高,同时分布式电源位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布,延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资,它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善[3]。欧美等发达国家已开始广泛研究能源多样化的、高效和经济的分布式发电系统,并取得了突破性进展[4]。 尽管分布式电源优点突出,但本身存在诸多问题,如分布式电源单机接入成本高、控制困难等。另外,为减小分布式电源对大电网的冲击,大系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,当电力系统发生故障时,分布式能源必须马上退出运行。这就大大限制了分布式能源的充分发挥,也间接限制了基金项目:国家自然科学基金资助项目(50777015)对新能源的利用[5]。 为了降低DG带来的不利影响,同时发挥DG积极的辅助作用,一个较好的解决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统 微网(M icrogri d)[6~8]。 1.2 微网的概念 从1999年开始,美国电力可靠性技术解决方案协会(consorti u m for e lectric reliab ility technology so l u tions,CERTS)首次对微电网在可靠性、经济性及其对环境的影响等方面进行了研究。到2002年, CERTS从结构、控制、经济等方面系统全面介绍了微网的概念[6]:微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统,它可同时提供电能和热量;微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换,并提供必要的控制;微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元,并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。 1.3 微网的结构 微网的基本结构如图1所示,微网中包含有多个DG和储能系统,联合向负荷供电,整个微网对外是一个整体,通过断路器与上级电网相联。微网中DG 可以是多种能源形式(光电、风电、微型燃气轮机等),还可以以热电联产(co m b i n ed heat and po w er, C H P)或冷热电联产(co m b i n ed co ld heat and po w er, CC H P)形式存在,就地向用户提供热能,提高DG利用效率。 在图1中微网有A、B、C三条馈线,其中A、C馈线中含有重要负荷,安装有多个DG,馈线B为非重 1

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。

电力系统运行及调度自动化作业上课讲义

电力系统运行及调度自动化作业： 问题：分析图1微电网的运行过程 图1：微电网结构图 微电网从系统上来说，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，同时向用户供给电能和热能。微电网中的电源多为微电源，亦即含有电力电子界面的小型机组(小于100Kw)，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有低成本、低电压、低污染等特点。是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以离网运行。微电网（Micro-Grid，MG）很好地解决了DG（DR或DER）的缺点，而且在接人问题上．微电网的入网标准只针对微电网与大电网的公共连接点(PCC)，而不针对各个具体的微电源。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式电源的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。 微电网的运行方式： 微电网的运行分并网运行及离网运行状态。微电网既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。 微电网的并网运行： 微电网并网运行时，其主要功能是实现经济优化调度、配电网联合调度、自动化电压无功控制、间歇性分布式发电预测、负荷预测、交换功率预测。流程图如图2所示：

图2 微电网并网运行 在并网运行时，由外部电网提供负荷功率缺额或者吸收DG 发出多余的电能，达到运行电能平衡。在并网运行时，要进行优化协调控制，控制目标是使全系统能源利用效率最大化，即在满足运行约束条件下，最大限度利用DG 发电，保证整个微电网的经济性。 图1分析： 微电网并网运行时，由大电网提供刚性的电压和频率支撑。通常情况下不需要对微电网进行专门的控制。在某些情况下，微电网与大电网的交换功率是根据大电网给定的计划值来确定的，此时需要对流过PCC1的功率进行监控。实际交换功率与计划值的偏差功率计算方式如下： ()()()t t t PCC plan P P P ?=-。 当交换功率与大电网给定的计划值偏差过大时，需要有微电网控制中心（MGCC)切除微电网内部或发电机，或者通过恢复先前被MGCC 切除的负荷或发电机将交换功率 调整到计划值附近。 此处对图1的分析不考虑大电网给定的计划值，当PCC1闭合时，分布式电源发电最大化，总共能发电（37+47+2+69+21)KW=176Kw 。静态开关右边的总负荷为（20+20+30+28.2+27+33）KW=158.2Kw 。此时运行方式为蓄电池充满电为100Kw 。此时分布式电源总发电为176Kw ，除了满足静态开关右边的总负荷158.2Kw ，剩余的17.8Kw 传送到主电网，实现微电网的经济运行。 微电网并离网（孤岛）切换： 1）“有缝”并网转离网切换 由于PCC 断路器动作时间较长，并网转离网过程中会出现电源短时间的消失，也就是所谓的“有缝切换”。在外部电网故障、外部停电，检测到并网母线电压、频率超出正常范围，或接受到上层能量管理系统发出的计划孤岛命令时，快速断开PCC 断路器，并切除多余负荷（也可以根据实际情况切除多余分布式发电），启动主控电源控制模式切换。由P /Q 模式切换为U /f 模式，以恒频恒压输出，保持微电网电压和频率的稳定。在此过程中，DG 的孤岛保护动作，退出运行。主控电源启动离网运行恢复重要负荷供电后，DG 将自动并入系统运行。为了防止所有DG 同时启动对离网系统造成巨大冲击，各DG 启动应错开，并且由MGCC 控制启动后的DG 逐步增加出力直到其最大出力，在逐步增加DG 出力的过程中，逐步投入被切除的负荷，直到负荷或DG 出力不可调，发电和用电在离网期间达到新的平衡。如图3为“有缝”并网转离网切换流程图。

微电网协调运行控制策略-本科论

XX大学 本科学位论文题目：微电网协调运行控制策略

摘要 本文主要通过进行了理论研究、仿真平台搭建，研究微电网综合协调控制策略，，仿真结果分析，为后续微电网的深入研究奠定了基础。 本文设计了PQ 控制器、基于下垂特性的V/f 控制器，并对逆变器输出滤波器进行了设计。同时，针对PI 控制器的不足，利用模型预测控制方法设计了微网中分布式微电源逆变器的PQ 模型预测控制策略和基于下垂特性的V/f 模型预测控制策略，并在MATLAB/Simulink 中建立了仿真模型，对单个微电源分别采用PI 控制和MPC控制时的不同场景进行了分析，证明了MPC 控制器的效果。 最后，建立了微电网的模型，用风力发电机组、光伏以及蓄电池三种微电源的模型代替直流电压源，并设计相应的控制策略，在 MATLAB/Simulink 中，搭建了整个系统的模型，分别在风机和光伏阵列出口处配置蓄电池，用于平抑并网功率并在孤岛下提高电压和频率支撑，仿真结果验证了控制策略的可行性。 关键词：微电网；综合协调控制；风光储；逆变器；模型预测控制

Study on the Coordination Control Strategy of Wind-Solar-Storage Micro- grid Abstract This paper mainly studies the micro-grid integrated and coordinated control strategies, and, by theoretically analyzing, simulation platform construction, and simulation results analyzing, laid the foundations for subsequent in-depth study of micro-grid. In this paper, a PQ controller, a V/f controller based on droop characteristic and the inverter output filter has been designed. Meanwhile, considering PI controller’s insufficiency, the Model Predictive Control strategy was used to design the converter’s PQ model predictive control strategy and V/f model predictive control strategy based on droop characteristics, and the simulation model was established in MATLAB/Simulink. Then, by simulating a single micro-source respectively using PI controller and MPC controller in different scenes and by afterward analyzing and comparing, the effectiveness of MPC controllers was proved. After single micro-source’s integrating strategy research, the model of micro-grid with multiple micro-sources was built, and through the simulating and analyzing under 3 conditions: the micro-grid operation mode switching, cutting or adding load in island mode, cutting a micro-source in island mode, it is found that the micro-source MPC controller designed in this thesis achieved a sound power control behavior under the aforementioned three conditions. Meanwhile, both the micro-grid’s voltage and frequency were within the required range of the system, which proves the effectiveness of control strategies. Last, the wind-solar-storage micro-grid model was built, which used

微电网运行与控制作业

基于PQ 控制方法的微电网并网运行 摘要： 0引言 随着环境问题和能源问题的日益突出,世界各国开始纷纷为寻求更加环保节能的新能源发电方式而努力。近年来,具有环境污染少、能源利用率高及安装地点灵活等优点的分布式发电开始受到世界各国的关注,然而,随着分布式发电的迅速发展及其在大电网中的大量接入,其对大电网的影响也是显而易见的因此,急需另外一种发电方式来解决以上问题,随着新型技术的应用,特别是现代控制理论及电力电子技术的发展,本世纪初微电网的概念被提出。 微电网中的大多数微电源通过逆变器接入系统,因此对微电源的控制即为对其逆变器的控制。无论是并网运行还是独立运行,都需要对微电网内的各个逆变器进行有效地控制,以维持电压和频率在允许变化的范围之内,从而满足负荷对电能质量的要求。PQ 控制一般用于发电具有间歇性的微电源,如光伏发电、风力发电等,并用于并网发电,此时微电网的电压由大电网或其他微电源提供稳定支撑时,则此微电源逆变器控制的主要目标就是保证逆变器输出的有功电流和无功电流跟踪参考电流以及电流的频率和相位与微电网电压保持一致。 1 微电网的结构 微电网将分布式电源、负荷、储能装置、控制装置等汇集而成一个小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统，图1-1给出了一种典型的微电网系统示意图。 图1-1典型的微电网系统 图 1-1 中微电网通过公共耦合点(Point of Common Coupling ，PCC)处的静态开关(Static Transfer Switch ，STS)与配电网相连，整体呈辐射状结构，共有2条馈线 A 、B 。 重要或敏感负荷接在馈线A 上，不重要的负荷接在馈线B 上。这样，当微电网与主网解列时，可以切去不重要的负荷，保证网内重要负荷和发电平衡。另外，微电网中还配置有潮流控制器和能量管理器等控制设备，帮助实现微电网有效的控制和管理。当负荷发生变化时，潮流S DG PCC B1B2B3P1+jQ1B4B5B6P2+jQ2 馈线A 馈线B 敏感负荷传统负荷