區(qū)域微電網(wǎng)智能控制策略研究

張群峰　葉小松　吳振飛　張健鵬　王傳斌　李承鋒

【摘? 要】隨著社會的發(fā)展，我們對于環(huán)境的開采與利用越來越多，從而致使環(huán)境資源出現(xiàn)了短缺，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，因此我國對于新能源的利用與發(fā)展都非常重視。在這種情況之下，智能微電網(wǎng)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，這對于緩解能源供需問題有著重要的意義。但是在智能微電網(wǎng)保護(hù)與控制的過程當(dāng)中，卻存在著一些問題。本文對微電網(wǎng)的起源與基本概念進(jìn)行了闡述，對智能微電網(wǎng)保護(hù)與控制中存在的問題進(jìn)行了具體的分析，并對微電網(wǎng)高效運(yùn)行中需要解決的問題進(jìn)行了深入的探討，以期為相關(guān)人士提供參考，更好地推動區(qū)域微電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】區(qū)域微電網(wǎng);智能控制策略;研究

和在傳統(tǒng)形態(tài)下火力發(fā)電的大電網(wǎng)不同，在微電網(wǎng)當(dāng)中還具有了大量的分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)電單元，包括了太陽電池和風(fēng)能機(jī)組等，并且在微電網(wǎng)當(dāng)中還具有了大量的多接口逆變器。微電網(wǎng)利用對傳統(tǒng)汽輪機(jī)的外形特征加以仿真，從而形成了又即插即用優(yōu)勢的下垂控制器體系，這也就使得管理過程更加比較簡單，并且有著很大的技術(shù)優(yōu)勢，也因此得到了大量的應(yīng)用。作為一項(xiàng)新興科技，有著靈活性強(qiáng)和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，特別對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及發(fā)電事業(yè)的發(fā)展，都產(chǎn)生了很重要的促進(jìn)作用。但在當(dāng)前狀況下，由于微供電發(fā)展得還沒有完善，在進(jìn)行下垂管理的過程當(dāng)中，極易形成高諧波電壓，從而影響到母線電壓的電力品質(zhì)，因此我們需要對它加以管理。

一、微電網(wǎng)的基本概念

所謂的微型電網(wǎng)，實(shí)際上指的是完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具體包含了分布式的微型電源、儲能單元、負(fù)載單元和監(jiān)控裝置等，通過把這些部分相結(jié)合，形成了一種可以協(xié)同工作的新型有機(jī)電源接入體系。微電網(wǎng)在可以提高電力品質(zhì)的前提下，還可以對人身安全有很好的保證，因此有著很大的優(yōu)越性。微電網(wǎng)的主要工作方法分為孤網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)營這兩類。

二、智能微電網(wǎng)保護(hù)與控制中存在的問題

1.應(yīng)用方案方面

在對智能微電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，往往由于對其應(yīng)用邏輯的分析不足，而未能設(shè)計(jì)出相對合理的應(yīng)用策略，從而會出現(xiàn)在具體的實(shí)施過程當(dāng)中，不能夠?qū)Χ搪冯娏鞯奶卣鬟M(jìn)行良好的分析的狀況。另外，還會出現(xiàn)因?qū)傧嚯娏鞯膶傩苑治霾蛔?，而?dǎo)致無法全面統(tǒng)計(jì)發(fā)點(diǎn)最小單位的組成情況的現(xiàn)象，這樣就沒不能夠充分滿足短路電流的控制需求。除此之外，還會出現(xiàn)因?yàn)閷Υ箅娋W(wǎng)的故障排除需求考察與認(rèn)知不夠全面，而導(dǎo)致不能夠根據(jù)實(shí)際情況而實(shí)現(xiàn)智能微電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。

2.配套系統(tǒng)方面

在當(dāng)前情況下，并不是所有的微電網(wǎng)使用人士都對之充分了解，還有一部分人士對于智能計(jì)量系統(tǒng)價(jià)值沒有完整性的研究，不重視對電網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)的考察和大數(shù)據(jù)分析，也因此使得可視化控制系統(tǒng)的配置水平不夠好。在智能計(jì)量體系的建立與運(yùn)作過程中，需要對電網(wǎng)的管理能力作出較高的要求?？墒窃诂F(xiàn)實(shí)的工作流程當(dāng)中，管理者卻又常常由于對信息需求問題缺乏充分的關(guān)注度，因此導(dǎo)致了在對智能供應(yīng)管理方法進(jìn)行實(shí)踐的過程當(dāng)中，在大數(shù)據(jù)供給以及電網(wǎng)的真能夠花建設(shè)時(shí)間等方面上，都不能夠獲得很好的發(fā)展，這樣也就不能夠?qū)╇姷臏y量數(shù)據(jù)進(jìn)行更加全面的優(yōu)化。

三、區(qū)域微電網(wǎng)智能控制策略

1.智能計(jì)量系統(tǒng)的控制策略研究

為了提升智能計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)當(dāng)盡量使其在系統(tǒng)創(chuàng)新構(gòu)建的過程當(dāng)中，能夠與電網(wǎng)運(yùn)行管理體系的實(shí)際狀況相匹配。為此，我們就應(yīng)當(dāng)對可視化系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn)，特別是系統(tǒng)必須對于信息技術(shù)集成和分析等領(lǐng)域中所具備的獨(dú)特價(jià)值進(jìn)行洞察和剖析，這樣就可以使在技術(shù)引進(jìn)時(shí)，信息系統(tǒng)能夠和對數(shù)據(jù)資源的智能管理的需求相匹配，這樣就可以有效推動微電網(wǎng)系統(tǒng)具有更高質(zhì)量的適用性。此外，還需要對測量儀表加以充分的使用，并充分發(fā)揮其對儀表設(shè)備在大數(shù)據(jù)分析管理流程當(dāng)中的重要作用，這樣就可以提高智能管理決策的設(shè)計(jì)并與智能測量管理系統(tǒng)的要求相適應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)智能運(yùn)營管理措施的完善。此外，還有一個(gè)問題必須重視，便是要實(shí)現(xiàn)智能微電網(wǎng)測量管理系統(tǒng)可以更加準(zhǔn)確認(rèn)識微電網(wǎng)系統(tǒng)中關(guān)鍵因素的應(yīng)用價(jià)值，從而從未推動了智能技術(shù)使用價(jià)值的提高和完善。

2.微電網(wǎng)系統(tǒng)的分散控制策略研究

微型供電系統(tǒng)控制，一般分為集中監(jiān)視和分散控制二個(gè)主要方面。分散式控制是利用無通信互連線路，并通過即插即用電源的方法分布式微電源的控制。但由于在微供電體系中"即插即用"技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)檢測方式也對系統(tǒng)的計(jì)算速度與傳輸能力提出了更高要求，特別是針對有干擾情形出現(xiàn)時(shí)的微供電穩(wěn)定性的檢測，而傳統(tǒng)集中式控制策略已無法滿足網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對系統(tǒng)動態(tài)特性的高度需求。于是采用了由多個(gè)具有功能獨(dú)特、通信與邏輯判斷能力較強(qiáng)的多智能主體所組成的分布式結(jié)構(gòu)體系，可利用知識資源共享、信息交流、技術(shù)合作或競爭，達(dá)成知識共享目標(biāo)。為使在微型電網(wǎng)中對分布式計(jì)算電源的"即插即用"管理更為靈活，基于多智能體的一致性控制算法已被廣泛應(yīng)用微電網(wǎng)的分散控制策略中，可實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)絡(luò)各單元之間的信息，在即插即用控制方面獲得理想效果。微電網(wǎng)中的分布式電源的即插即用的靈活性，為新能源及可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的能量管理提供了技術(shù)支持和策略保障。

3.微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性控制策略研究

分布控制逐漸式微后，電網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性也是人們所研究的熱點(diǎn)問題，而目前所采用的電源穩(wěn)定管理方法，主要有主從站管理方式、聯(lián)絡(luò)線管理方法、下垂控制法和采用MAS技術(shù)的監(jiān)測方法等。很多學(xué)者都針對這種方法，引入了分布式監(jiān)控理論，通過對微供電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備輸出功率、電壓、頻率等參數(shù)的統(tǒng)一管理，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的提高方面進(jìn)行了研究。并根據(jù)無功功率控制分配不均問題，采用了分布式計(jì)算的控制策略，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對微供電系統(tǒng)無功功率的重新分配和電壓調(diào)節(jié)。通過改善系統(tǒng)與微電網(wǎng)之間聯(lián)系的間歇性，還能夠提高控制系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)定性。在以上各研究中，微電網(wǎng)通常都被視為多智能體控制系統(tǒng)，并將分布式電源間的通訊網(wǎng)絡(luò)描述為有向圖，采用對網(wǎng)絡(luò)變量的同步跟蹤計(jì)算，從而證明了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.微電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制策略研究

微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)節(jié)，作為提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)之一，其對經(jīng)濟(jì)調(diào)控和環(huán)境效益的有效管理與優(yōu)化，已成為微型電網(wǎng)的重要研究方向。大部分研究都引入了多智能體控制理論，并由此建立了對多層次微型電網(wǎng)的優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，并分析了在不同電價(jià)機(jī)制下的微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的互動策略，對系統(tǒng)內(nèi)各重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、最大化效益，以及總體環(huán)境效應(yīng)等均進(jìn)行了優(yōu)化。通過采用分級控制的多智能體機(jī)制，可以處理分布式發(fā)電單體間互動與協(xié)調(diào)的問題，從而確定了經(jīng)濟(jì)調(diào)度最優(yōu)競標(biāo)決策方向，還可以對微電網(wǎng)中負(fù)載與電源的工作狀況等信息進(jìn)行即時(shí)掌握。

結(jié)語：

綜上所述，本文本文對微電網(wǎng)的起源與基本概念進(jìn)行了闡述，對智能微電網(wǎng)保護(hù)與控制中存在的問題進(jìn)行了具體的分析，并對微電網(wǎng)高效運(yùn)行中需要解決的問題進(jìn)行了深入的探討，以期為相關(guān)人士提供參考，更好地推動區(qū)域微電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

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