鞏贊超　鞠振河

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的普及和應(yīng)用，電力體系是否穩(wěn)當(dāng)和安全也引起人們深思，這時微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，有效的完善了大電網(wǎng)體系。本文基于對微電網(wǎng)的綜合講解，細(xì)致的解釋了微電網(wǎng)的運行控制、提出了三種對微電網(wǎng)的控制方式、剖析了在孤網(wǎng)運行與聯(lián)網(wǎng)運行兩種情況下的控制方式，且指出了研究微電網(wǎng)時可能出現(xiàn)的疑惑和問題，更大膽展望了微電網(wǎng)研究的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；聯(lián)網(wǎng)運行；孤網(wǎng)運行；微網(wǎng)控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.160

1 微網(wǎng)的定義和組成元素

微網(wǎng)是一種小型分散化、模塊式的供能網(wǎng)絡(luò)，依靠分布式發(fā)電技術(shù)，主要運用于一些小型電站和一些分散型資源，由能源梯級利用技術(shù)與結(jié)合終端用戶電能質(zhì)量管理組成。同時它也是組成智能電網(wǎng)的關(guān)鍵部分，不僅可以使負(fù)荷與內(nèi)部電源協(xié)調(diào)運作，而且主電網(wǎng)還能對其調(diào)整控制，使之完美接入或?qū)崿F(xiàn)自主工作，從而達(dá)到客戶要求的電能質(zhì)量、安全性以及可靠性[1]。概括的講，微網(wǎng)是一種結(jié)合了分布式電源、可控負(fù)荷和儲能系統(tǒng)等的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它的分布式電源包含：光伏、小規(guī)模風(fēng)電、水電、生物質(zhì)、CHP等，電能儲蓄指飛輪、儲能電池、壓縮空氣及超級電容器等，熱能儲蓄還能改變負(fù)荷曲線等。

在實際的應(yīng)用中，微網(wǎng)負(fù)責(zé)的是配電網(wǎng)的中低壓測，因為它有操作簡單、容易接入等優(yōu)點，但是它也有很多不足，比如說：偶爾擾亂周圍用戶、內(nèi)部問題停止工作、難以綜合完善能源等，這不僅加深了電網(wǎng)的協(xié)調(diào)難度，也限制了微電網(wǎng)前進(jìn)的腳步。它有兩類運行模式，分別是孤網(wǎng)運行與聯(lián)網(wǎng)運行，而后者又包含獨立和并網(wǎng)這兩情況。如果是并網(wǎng)的運行模式，那么大部分是和低、中壓配電網(wǎng)一起工作，相互依存，完成能量的相互轉(zhuǎn)化。萬一外部電網(wǎng)出現(xiàn)問題，立即能變成單獨工作狀態(tài)，實現(xiàn)對微電網(wǎng)的繼續(xù)供電，完成兩種工作模式的完美轉(zhuǎn)變[2]。在偏遠(yuǎn)地區(qū)或者海島等地區(qū)，我們可以使用獨立型微電網(wǎng)，這種微電網(wǎng)不與常規(guī)電網(wǎng)對接，而是憑它自己的分布式能源來提供給微電網(wǎng)它需要的負(fù)荷量。如果網(wǎng)內(nèi)還有可再生分布式能源時，大部分都要用到配置儲能體系來維護(hù)負(fù)荷和電源的功率平衡，這樣也能讓再生能源的作用得到充分發(fā)揮。

2 微網(wǎng)控制的重要途徑

研究微電網(wǎng)的時候，很重要的一步就是對微電網(wǎng)的運行控制。其最低要求包括[3]：可以平衡微電網(wǎng)的負(fù)荷及發(fā)電出力；接入其它微電源時對原有微電網(wǎng)體系不會產(chǎn)生影響；可以自主調(diào)節(jié)系統(tǒng)不平衡及電壓跌落；可以在聯(lián)網(wǎng)模式及孤網(wǎng)模式之間進(jìn)行無縫轉(zhuǎn)化等。

當(dāng)下有三種微電網(wǎng)的控制途徑：一種是以“對等”定義及電力電子技術(shù)“即插即用”為基礎(chǔ)的控制途徑[4]。這是利用發(fā)電機(jī)的下垂特征讓每個機(jī)組都承受其不平衡的功率動態(tài)，此方法不復(fù)雜卻十分可靠，很容易完成。一種是以多代理技術(shù)為基礎(chǔ)的運行控制，這是借鑒的計算機(jī)研究中的多代理技術(shù)，利用代理自發(fā)、自主性等特征來達(dá)到微電網(wǎng)分散控制的目標(biāo)。剩下一種是以能力管理體系為基礎(chǔ)的運行控制[5]，利用不一樣的控制板塊進(jìn)行無功及有功的控制，力求達(dá)到微電網(wǎng)多種控制的目標(biāo)。因為微網(wǎng)有孤網(wǎng)運行及并網(wǎng)運行這兩種運行方法，所以運行控制途徑并不完全一樣。

2.1 并網(wǎng)運行情況下的控制運行

在這種情況下，微網(wǎng)一般是利用公共并網(wǎng)點和大網(wǎng)點對接，多用經(jīng)典的PQ控制途徑，按照不變的聯(lián)絡(luò)線功率交換方式來完成有功控制，但調(diào)頻是大電網(wǎng)來完成。而微電網(wǎng)此時也需要具備局部無功電壓的控制技術(shù)，以盡力平衡為指導(dǎo)思想，最大化的降低主網(wǎng)和微電網(wǎng)之間、各電源間的無功功率交換頻率，以防電壓的振蕩及越限。

2.2 孤網(wǎng)運行情況下的控制運行

2.2.1 下垂控制

交流電源到母線的功率傳輸特征決定了下垂這一特征，電源的無功與有功和它輸出電壓的幅值與相位相一致，所以如果我們想要知道電壓與頻率的參考值，能從計算電源的無功與有功效率入手，同時也能利用調(diào)節(jié)電壓與頻率控制無功與有功。下垂控制指的是被簡化成逆變電源的的不同分布式電源，通過測出其輸出功率，利用下垂特征得到電壓指令值及各自頻率，再來調(diào)整自身的輸出電壓的幅值及相位，從而完成要求的無功合理分布及系統(tǒng)的有功平衡。

2.2.2 多主控制與單主控制

多主控制與單主控制是由下垂控制途徑指出的，主要用來進(jìn)行微網(wǎng)控制，由一或多個分布式電源為其提供參考頻率與電壓。分布式電源在并網(wǎng)運行時使用的是PQ控制，但可能會由于一些原因造成它變成孤網(wǎng)運行，此時，一些分布式電源就變成了下垂控制，提供它以微電網(wǎng)的系統(tǒng)頻率與電壓，且根據(jù)功率實現(xiàn)無功和有功平衡。當(dāng)微電網(wǎng)又并網(wǎng)時，它的電壓與頻率依舊維持在孤網(wǎng)前水平，由于控制環(huán)節(jié)層層相扣，所以能夠保證微電網(wǎng)電壓與頻率能跟上大電網(wǎng)，降低時間段中的波動頻率。

2.2.3 多代理控制

多代理控制是指利用多代理技術(shù)將PQ控制方式運用于微電網(wǎng)的整體控制。多代理體系是種智能化體系，可以及時覺察周圍環(huán)境變化及滿足工作條件需要，它的基本單位是代理。代理與代理間可以互相交流和合作。根據(jù)微電網(wǎng)的組成元素可以把多代理控制下的代理劃分為：分布式電源代理、負(fù)荷代理、微電網(wǎng)總控制代理及局部控制代理。這里面的核心代理是微電網(wǎng)總控制代理，它負(fù)責(zé)收集各局部控制代理的信息，并向它們發(fā)布控制命令。

3 結(jié)束語

我們應(yīng)該怎樣推進(jìn)微電網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用呢？我認(rèn)為我們可以從以下幾點入手：（1）微電網(wǎng)和它接入配電體系的規(guī)劃；（2）微電網(wǎng)對它接入配電系統(tǒng)的影響和它的運行特征；（3）微電網(wǎng)的能量管理和仿真分析；（4）微電網(wǎng)的保護(hù)和運行控制。我們只有解決了以上幾點，才能保證微電網(wǎng)得到真正可靠和經(jīng)濟(jì)的運行。我在上文中也寫到了一些控制的方式可以來化解控制過程可能會出現(xiàn)的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王成山.微電網(wǎng)專題介紹[J].電機(jī)工程學(xué)報，2012，32（25）.

[2]魯宗相，王彩霞，閔勇等.微電網(wǎng)研究綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2007，31（19）：100-107.

[3]紀(jì)明偉，張興，楊淑英.基于電壓源逆變器的微電網(wǎng)控制策略[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，32（11）：1678-1682.

[4]吳蓓蓓，蘇建徽，張軍軍等.用于微電網(wǎng)孤島運行的逆變電源控制方法[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2011，23（01）：1-5.endprint