分析微電網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制策略

高孟澤

【摘 要】隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，發(fā)電技術(shù)的不斷提高，微網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)行業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。本文對于微網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制進(jìn)行研究，從微網(wǎng)自身的特點出發(fā)，根據(jù)微網(wǎng)在電網(wǎng)控制和運行策略等方面的系統(tǒng)原理進(jìn)行分析，針對微網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制的策略進(jìn)行分析，對微網(wǎng)在電網(wǎng)控制系統(tǒng)的運用進(jìn)行有效的研究，從現(xiàn)有的微網(wǎng)綜合控制方法研究微電網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制策略。

【關(guān)鍵詞】微電網(wǎng)；逆變器；下垂控制；控制策略

隨著發(fā)電技術(shù)中對可再生能源和高效清潔能源的使用，微電網(wǎng)的應(yīng)用越來越重要。分布式發(fā)電系統(tǒng)既滿足理了日益增長的負(fù)荷需求，同時有效的減少了環(huán)境的污染。為了有效的解決電源大規(guī)模的應(yīng)用問題，整合發(fā)電的優(yōu)勢，有效的減少分式發(fā)電的沖擊力和負(fù)面影響，提出了微電網(wǎng)的概念。對于目前微電網(wǎng)的主要問題，即協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾提出了重要的研究項目，即對于微電網(wǎng)中逆變器自適應(yīng)下垂控制策略。本文所提控制策略針對現(xiàn)在微電網(wǎng)的實際應(yīng)用，將微電網(wǎng)的電源、儲能裝置和控制裝置有效的結(jié)合，能夠有效的用戶提供電能和熱能。

1.微網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制

1.1微網(wǎng)控制與大電網(wǎng)控制的不同

微電網(wǎng)被視為是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的微型版。電力系統(tǒng)正在全面的發(fā)展，對于電力的傳輸?shù)奶岣吆碗娏Πl(fā)展的深入，保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性對于電力系統(tǒng)發(fā)熱安全也就顯得尤為重要，對于電網(wǎng)不斷的擴(kuò)大，對于電網(wǎng)的穩(wěn)定性也就存在很多不足，在技術(shù)和設(shè)備上都不能滿足人們的需要，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定也就不同，對于系統(tǒng)運行的隨機(jī)性，對于電力系統(tǒng)的安全的影響也就更大，對于電力系統(tǒng)的運行也就顯示了很多方面的不足，對于特大型的互聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來了很大的影響。

對于微電網(wǎng)根據(jù)微源的類型和滲透深度，負(fù)荷特性及電能質(zhì)量約束條件等，微網(wǎng)控制欲運行策略與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)有顯著的不同，主要原因如下：

（1）對于微電網(wǎng)的魏源就是根據(jù)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的特征，對于電力的產(chǎn)生單元，與系統(tǒng)的大電網(wǎng)的發(fā)電有很多不同的地方。

（2）在微電網(wǎng)中出現(xiàn)的單相負(fù)荷和單相能源的不同，微電網(wǎng)中控制平衡的單相也就會受到很大的影響。

（3）對于微電網(wǎng)供電很多時候也就存在對電網(wǎng)的不可控制的情況，對于一些發(fā)電單元也就出現(xiàn)了很多的單元執(zhí)行方法，不能更好的控制。

（4）同時在微電網(wǎng)控制中儲存能源的長短的期限具有十分重要的作用。

（5）經(jīng)濟(jì)性也就是對微網(wǎng)的限制，必須要有效的保證微源的接入和斷開，確保微電網(wǎng)的正確的運行。

根據(jù)上面的原因，對于微電網(wǎng)的控制需要進(jìn)行從新研究，同時提出更有效的微電網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制策略。

1.2微網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制的相關(guān)設(shè)備

在實際的工作中，很多逆變器自適應(yīng)下垂控制本身存在的一些固有的問題和缺陷，導(dǎo)致逆變器自適應(yīng)下垂控制沒有正常的工作，例如，一些逆變器自適應(yīng)下垂控制在微電網(wǎng)功能出現(xiàn)問題，導(dǎo)致系統(tǒng)中的能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題，同時對于能量管理系統(tǒng)是每個微電網(wǎng)不可或缺的一部分，其職責(zé)是優(yōu)化微電源的運行。與微網(wǎng)的保護(hù)系統(tǒng)和微電源控制系統(tǒng)相比，能量管理系統(tǒng)從整個微網(wǎng)的角度來調(diào)度各種裝置，因此對于發(fā)電和需求的控制是最為有效的。特別是對于微網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制的相關(guān)設(shè)施的管理，在對問題處理之后也就有相應(yīng)的檢查措施，要保證微電網(wǎng)能夠正常運行。對微電網(wǎng)內(nèi)部主要包括DG控制器、能量管理器、潮流控制器、繼電保護(hù)協(xié)調(diào)器、可控負(fù)荷管理器等。

2.微電網(wǎng)中微源控制方法

對于微電網(wǎng)中微源的控制要根據(jù)微網(wǎng)中DG單元的運用不同，采取不同的控制方法，對于電源穩(wěn)定的管理性能，更好的運用V/f控制策略，同時在受到外部影響較大的電源采用PQ控制，達(dá)到優(yōu)化微電網(wǎng)的運行。

2.1 PQ控制方法

微電網(wǎng)建設(shè)管理單位內(nèi)部進(jìn)行PQ控制管理工作的相關(guān)策略進(jìn)行健全和完善，對于PQ控制主要就是給定功率的電源中輸出功率P和Q進(jìn)行控制，對于電壓和負(fù)荷的變化進(jìn)行測試，主要就是有效的保證恒定功率的輸出。當(dāng)使用逆變器進(jìn)入微電網(wǎng)時，逆變器的輸出電壓即為電網(wǎng)電壓，通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流，從而實現(xiàn)注入有功功率和無功功率的控制。將有功與無功解耦，對電流進(jìn)行控制，采用PI控制器可使穩(wěn)態(tài)誤差為0。利用鎖相環(huán)技術(shù)，可使采用PQ控制的DG能夠獲得頻率支撐。

2.2 VF下垂控制方法

VF下垂控制主要就是對檢測的電壓和頻率的控制，保證其恒定性，在負(fù)荷發(fā)生變化的時候，對于電源的輸出的頻率和功跟上節(jié)奏變化。對于VF下垂控制的原理是由于測試的微型電源輸出的電壓和電流，計算相應(yīng)微型電源輸出的瞬間的有功和無功，然后也就要對通過的波頻進(jìn)行平均核算，并與微型電源參數(shù)功率進(jìn)行比較，在最后通過VF下垂控制器，有效的控制微型電源輸出的頻率和電壓。同時給微電網(wǎng)系統(tǒng)帶來了更加安全的使用過程，也是電力穩(wěn)定性的解決方法，通過提高VF下垂控制質(zhì)量保證了微電網(wǎng)的穩(wěn)定性，能夠充分的提高電力使用的性能。

3.微網(wǎng)綜合控制方法的分類

由于分布式發(fā)電的迅速發(fā)展，微網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，微網(wǎng)的控制策略也不斷的更新改進(jìn)，其方法非常多，增加微電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的投入充分的穩(wěn)定了電力使用的穩(wěn)定性，同時也提供了一個非常有效的方法。在電力系統(tǒng)的傳輸中，能夠讓整個電力系統(tǒng)正常的運行，這也是主動控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。下面按照不同的控制策略對控制方法進(jìn)行分類介紹。

3.1主從控制

所謂主從控制主要就是對于微電網(wǎng)由上面的主層控制和底層從控制到實際的有效的控制，對于上層控制向下層的控制單元下達(dá)命令，在控制的時候需要進(jìn)行可靠的通信線路采集和控制信息，在對微電網(wǎng)進(jìn)行控制的時候也就會導(dǎo)致電壓的不穩(wěn)定性，在進(jìn)行通信和控制軟件的故障的時候也就會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在對微網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展的時候還會受到通信成本和通信頻率的限制。

3.2對等控制

所謂對等控制也就是針對之前微電網(wǎng)采用即插即用式DG的微網(wǎng)提出控制方法，在對微網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行有效的管理，通過采用對等的模式進(jìn)行自動的控制，微電網(wǎng)中進(jìn)行接入或者去掉其中的一個不對微電網(wǎng)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這也就是對等控制的作用。對等控制也就不需要通過通信環(huán)節(jié)，可以有效的實現(xiàn)分式電源的即插即用的效果，讓微電網(wǎng)使用中更具優(yōu)勢。

3.3基于多代理技術(shù)的微網(wǎng)控制

對于微電網(wǎng)中控制的研究，根據(jù)很多的技術(shù)研究和實踐，將傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中的代理技術(shù)更好的應(yīng)用到微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，代理的治理具有反應(yīng)能力和自發(fā)行為的特點，可以有效的對微電網(wǎng)的分散系統(tǒng)進(jìn)行控制，滿足微電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制的需要，同時還提供了一個能夠控制性能但又不需要經(jīng)常管理的控制系統(tǒng)，對于相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)也就是現(xiàn)在微網(wǎng)控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。

4.結(jié)束語

對于當(dāng)前微電網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制研究主要就是對電網(wǎng)的本身控制進(jìn)行分析，能量管理系統(tǒng)中對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，需要不斷的完善微網(wǎng)控制系統(tǒng)。這也就是需要對微網(wǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中研究，主要對不同微型電網(wǎng)系統(tǒng)的運行和控制；以及獨立運行的模式和網(wǎng)絡(luò)接連的運行模式中，微網(wǎng)智能的頻率轉(zhuǎn)化和電壓的控制策略進(jìn)行研究；還要對微電網(wǎng)的分散控制方法進(jìn)行有效的優(yōu)化，提高微電網(wǎng)逆變器自適應(yīng)下垂控制效果。 [科]

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