微电网控制方式
微电网包括以下两个方面:
(1)微电网整体控制策略
微型电网常用的控制策略主要分为两种,主从型(master-slave operation)和
对等型(peer-to-peer control)。
(2)微电源的控制策略
由于微电网基于电力电子技术,使得其内的微电源具有了很高的可控性,对
于微电源的控制策略可以分为恒功率控制、下垂控制和恒压恒频控制三类,它们
的控制思路均可以用图1-1来进行描述,图1-1示出了频率下垂特性和电压下垂
特性曲线
(一)主从控制模式
主从控制模式是指在微电网处于孤岛运行模式时,其中一个分布式电源采取定电压和定频率控制(简称V/F控制),用于向微电网中其他分布式电源提供电压和频率参考,而其他的分布式电源则可采用定功率控制(简称P/Q控制)。采用V/F控制的分布式电源控制器称为主控制器,而其他的分布式电源控制器称为从控制器。
(二)对等控制模式
对等控制模式是指微电网中所有的分布式电源在控制上都具有同等的地位,各控制器之间不存在主和从的控制关系,每个分布式电源都根据接入系统点电压和频率的就地信息进行控制。对于这种控制模式,分布式电源控制器的策略选择十分关键,一种常用的方法就是Droop控制。
(三)分层控制模式
分层控制模式一般都设有中央控制器,用于向微网中的分布式电源发出控制信息。中心控制器首先对分布式电源发电功率和负荷需求量进行预测,然后制定相应的计划,并根据实时采集的电压、电流、功率等信息,对运行计划进行调整。
微电网的控制功能主要包括哪有功功率和无功功率控制(P-Q控制)、基于调差的电压调节、快速负荷跟踪和储能、频率调差控制。
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。
技术应用
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。
智能微电网是规模较小的分散的独立系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网运行,也可以孤立运行。它将分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。
在微电网领域中,目前电网控制多采用分散控制,控制设备较多,造成控制结构复杂,建设成本高。