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第一节功率三角形一、概述1、有功和无功的概念电力系统无论是发电厂发出的电能还是消费的电能，其电功率都可分为有功功率和无功功率。
有功功率就是指电能转化为热能或者机械能等形式被人们使用或消耗的能量，有功电能是我们最直接能感受到的电功率；而无功功率比较抽象，它是指用于建立电场能和磁场能相互交换所必须的、并用来在电气设备中建立和维持磁场的那部分电功率。
它不对外作功，而是转变为其他形式的能量，凡是有电磁线圈的电气设备要建立磁场，都要消耗无功功率。
无功功率决不是无用的功率，它的作用很大。
电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动而带动机械运动的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的；变压器也同样需要无功功率在变压器的一次线圈建立磁场，进而才能在二次线圈感应出电压。
因此没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器也不会吸合。
无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。
发电厂(站）担负着向用户提供安全优质电能的任务，由于电能不能储存，因此发电厂(站）必须按照用户的需求向系统实时送出经济安全优质足量的有功和无功电能，确保总发出电能与总需求电能的平衡。
2、电能质量的两个重要指标电压和频率是衡量电能质量的两个重要指标，有功功率充足与否直接影响是频率的变动，而影响电压质量的直接因素就是无功功率。
电力系统中各种用电设备只有在电压和频率为额定值时才能有安全运行和最好的经济指标。
但是在电力系统的正常运行中，用电负荷和系统运行方式都是经常变化的，也由此引起电压和频率发生变化，不可避免地出现电压和频率偏移。
电力系统运行中，频率的稳定与否取决于有功功率的平衡，电压水平高低取决于无功功率的平衡。
系统中的有功电源和各种无功电源的功率输出必须能满足系统负荷和网络损耗在额定状态下对有功功率和无功功率的需求，否则就会偏离额定值，系统的安全和经济运行指标就不可能实现。
二、功率三角形1、有功功率在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上、功率不能可逆转换的那部分功率（如转变为热能、光能或机械能）称为有功功率，简称有功用“P”表示，单位是瓦（W）或千瓦（KW）。
微电网运行导则1 范围本部分规定了微电网运行与控制导则。
所指微电网是包含分布式能源（DER）和负荷的中、低压交流电力系统，不包括直流微电网。
微电网分为独立型微电网和并网型微电网。
独立型微电网与公用电力系统之间没有电气连接，且仅运行于孤岛模式。
并网型微电网可作为一个可控单元与公用电力系统连接并可工作于以下两种模式：——并网模式；——孤岛模式。
本标准提出的导则旨在提高微电网的安全性、可靠性和稳定性。
本标准适用于并网型和独立型的交流微电网的运行与控制，包括：——运行模式和模式转换；——微电网的控制和能量管理系统；——通信和监测过程；——电储能；——保护原则，包括：独立型微电网和并网型微电网的保护、反孤岛保护、同步和重合闸、电能质量；——调试、维护和测试。
注1：本部分不涉及人员安全，人员安全的相关要求参见IEC TC64和TC99的相关标准。
注2：地方法律法规有权否决本部分技术要求。
注3：保护部分涉及微电网的主要保护类型、变流器和旋转电机故障分析、保护类型的选择、常规技术要求、整定值的设定原则等内容将在IEC TS 62898-3-1 中做详细规定。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IEC 61000（所有部分）电磁兼容性(EMC)IEC 61968-1 电力公司应用集成配电管理系统接口第1部分：接口架构与通用要求DL/T860.3 变电站的通信网络和系统第3部分：基本要求DL/T860.4 变电站的通信网络和系统第4部分：系统及规划管理DL/T860.5 变电站的通信网络和系统第5部分：功能模块和设备的通信要求IEC 62786 分布式能源与电网互连技术要求IEC TS 62898-1,微电网项目规划及设计导则GB/T 12325-2008：电能质量供电电压偏差GB/T 12326-2008：电能质量电压波动和闪变GB/T 14549-1993：电能质量公用电网谐波GB/T 15543-2008：电能质量三相电压不平衡GB/T 15945-2008：电能质量电力系统频率偏差GB/T 18481-2001：电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T 24337-2009：电能质量公用电网间谐波NB/T 32005-2013：光伏发电站低电压穿越检测技术规程NB/T 31051-2014：风电机组低电压穿越能力测试规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
微电网无功控制的推荐做法摘要：本文分析了微电网中无功潮流分布的特点，介绍了无功功率对微电网的影响，提出了微电网无功控制的推荐做法，对其在实际工程应用上有一定的指导意义。
关键词：无功控制，微电网1 引言众所周知，传统孤岛电站主接线设计通常以单母线分段接线，以单侧供电的双回路树干式结线为主。
各孤岛电站均需配置备用发电机组，投资及占用空间大。
同时，单电站供电方式存在着供电可靠性差，抗冲击性能差，常出现大型设备无法正常启动的失稳现象。
为了保证供电的连续性和可靠性，并实现经济、高效的目的，临近的孤岛电源组网就可以很好的解决上述问题。
以孤岛电站所处的区域为单位，在设计阶段进行统筹，将各孤岛电站进行联网，使得整个大系统变成双端电源供电的树形结线方式，供电可靠性更高，对于发电机的利用也更为灵活和充分。
从物理模型的角度考虑，不同于无限容量大电网，孤岛电站具有一定的内阻，出口母线的电压受短路影响较大，电压也会发生变化。
小电站易失稳。
系统短路和潮流分析愈发重要。
2 无功功率的潮流分布特点无功负荷的来源是系统中负载所需的无功功率和线路、变压器的无功损耗（包括线路的充电功率）。
为了满足系统无功功率平衡，系统无功电源应该大于或至少等于无功负荷，其中主要包括同步发电机无功出力和并联电容器补偿。
发电机的无功出力是不受人为因素控制的，而是伴随系统配置发生的。
我们通过模型仿真，可以将系统无功潮流进行显示，将无功负载的总合减去发电机无功出力，即得到需要补偿的部分。
相对无限容量大电网来说，孤岛电站联网形成的多电源区域性供电方式，电站间互为依托，潮流流向更为复杂多样。
在不同的工况下，潮流流向多样性、发散性。
须经过具体的计算分析才能定量地得到研究结论。
另外经过计算，我们发现在轻载或者空载工况下，线路的充电功率较大，有末端电压升高的现象。
这正是输电线路的空载和负载特性的体现。
3无功功率对微电网的影响无功功率能为能量的交换、输送、转换创造必要的条件，但大量的无功功率在系统中经高低压供电系统流入设备，会引起有功损耗，造成电压降落，影响电能质量，对发电、供电、配电三方都会产生不良影响，具体可归纳为：无功功率对有功功率的影响。
有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数Active power、Reactive power、Apparent power有功功率有功功率（英语：active power，AC power）也称为实功率（R，real power）是一个在交流电电路系统中的概念，表示电源在周期内所发出的瞬时功率的平均值，有功功率以P来表示，其单位是瓦特（W）。
在电路的电源电路的一个给定的点的过去的能量流的速率。
在交流电路中，储能元件如电感和电容，可能会导致能量流动的方向周期性的逆转。
电源的部分，在一个完整的周期的交流波形的平均，在一个方向上的能量的净转移的结果被称为真正的力量。
储存的能量，该方法返回到源在每个周期中，由于功率的部分被称为无功功率。
在交流电路中，有功功率是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分的平均值（或负载电阻所消耗的功率），因此，也称平均功率。
1定义记瞬时电压为u(t)，瞬时电流为i(t)，瞬时功率为p(t)，则：记有功功率为P，则：对于交流电，T为交流电的周期，对于直流电，T可取任意值。
对于正弦交流电，经过积分运算可得：上式中，U、I分别为正弦交流电的有效值，φ为电压与电流信号的相位差。
2三相电对于单相正弦交流电而言，其瞬时功率是变化的，因此，对于单相电机，其输出转矩有脉动。
对于三相电机，其三相电的瞬时功率之和却是恒定值，因此，对于三相电机，其输出转矩无脉动。
证明如下：假设：Ua=Um*sin（ωt+120°）Ia=Im*sin（ωt+120°-θ）那么，Pa=Ua*Ia=Um*Im*sin（ωt+120°）*sin（ωt+120°-θ）=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt+240°-θ)]同理：Pb=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-θ)]Pc=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-240°-θ)]P=Pa+Pb+Pc=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt+240°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt-240°-θ)]=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt+120°-θ)]∵cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt+120°-θ)=2cos(2ωt-θ)*cos(-120°)=-cos(2ωt-θ)∴P=3/2*Um*Im*cosθ即：三相电机的输出瞬时功率为恒定值。
如何保持有功功率、无功功率平衡？如何调节频率和电压？在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。
电力系统的有功功率平衡和频率调整有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
一.频率变化对用户和发电厂及系统本身的影响频率变化引起电动机转速的变化，会影响产品质量，使电动机停转，电厂的给水泵停运，锅炉停炉等等。
频率变化的原因：由有功负荷变化引起的我国频率范围：50 0.2Hz发达国家（如澳大利亚）：50 0.1Hz华东电网已达到：50 0.1Hz二、电力系统中有功功率的平衡和备用容量1、有功功率负荷的变动及其调整1．变化幅度很小、变化周期较短，负荷变动有很大的偶然性。
2．变化幅度较大、变化周期较长，如电炉。
电气机床。
3．变化缓慢的持续变动负荷，如由生产、生活、气象变化引起的负荷变动。
电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户的需求，即进行电力负荷预测，按照调度计划的周期，可分为日负荷预测，周负荷预测和年负荷预测。
不同的周期的负荷有不同的变化规律。
负荷预测的精度直接影响经济调度的效益，提高预测的精度就可以降低备用容量，减少临时出力调整和避免计划外开停机组，以利于电网运行的经济性和安全性。
⏹ 根据负荷变化，电力系统的有功功率和频率调整大体上也可分为：1. 一次调频：由发电机调速器进行；2. 二次调频：由发电机调频器进行；3. 三次调频：由调度部门根据负荷曲线进行最优分配。
⏹ 前两种是事后的，第三种是事前的。
⏹ 一次调频是所有运行中的发电机组都可参加的，取决于发电机组是否已经满负荷发电。
这类 发电厂称为负荷监视厂。
⏹ 二次调频是由平衡节点来承担。
2、有功功率平衡和备用容量系统的备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分，可分为热备用和冷备用或负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用等。
负荷备用：为满足系统中短时的负荷波动和一天中计划外的负荷增加而留有的备用容量。
微电网孤岛运行时的频率控制策略一、概述随着分布式可再生能源，如太阳能和风能的大规模并网，微电网作为一种能够整合这些分散能源的有效方式，正日益受到关注。
微电网不仅可以提高能源利用效率，降低传输损耗，而且能够在主电网发生故障时，以孤岛模式独立运行，保证关键负荷的连续供电。
微电网孤岛运行时的频率稳定性是一个亟待解决的问题。
由于分布式电源的随机性和不可预测性，微电网中的有功功率和无功功率的平衡容易受到影响，从而导致频率波动。
研究微电网孤岛运行时的频率控制策略，对于提高微电网的稳定性和可靠性具有重要意义。
本文旨在探讨微电网孤岛运行时的频率控制策略。
将简要介绍微电网的基本结构和运行特性，以及孤岛运行时面临的挑战。
将重点分析几种常见的频率控制策略，包括基于下垂控制的策略、基于有功功率和无功功率控制的策略以及基于储能系统的策略。
将讨论这些策略的优势和局限性，以及未来可能的研究方向。
通过本文的研究，期望能为微电网的频率控制提供有益的参考和启示。
1. 微电网的定义与特点微电网（MicroGrid），也称作微网，是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组件构成的小型发配电系统。
这种系统是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，通过其内部的控制和管理机制，实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等功能。
分散化：微电网的能源和负载分布在不同的地点，减少了对传统大电网的依赖，提高了系统的可靠性和灵活性。
可靠性高：微电网中的设备可以互相备份，当某一设备出现故障时，其他设备可以迅速补充能量，保证微电网的正常运行。
节能环保：微电网中的能源来源多种多样，如太阳能、风能、水能等可再生能源，符合节能环保的理念。
灵活性强：微电网既可以独立运行，也可以与主电网相连，实现能量互补和互联互通，具有较强的适应性和灵活性。
经济性优：微电网的建设成本相对较低，能源使用效率高，可以在一定程度上降低用户的能源成本。
微电网系统稳定运行控制策略研究作者：魏中夏张文战刘海涛王诗超来源：《华中电力》2013年第04期摘要：分布式电源的大规模应用将对电网运行、控制等带来新的机遇和挑战。
整合分布式电源、储能元件和负载的微电网技术将是解决大规模分布式电源并网问题的有效途径之一。
本文主要分析了微电网在并网状态下的P/Q控制及在离网状态下的U/F控制策略，研究了微电网在不同运行模式下分散电源的各参量变化规律，建立了相关数学模型并进行仿真实验测试。
结果表明，该控制策略保证了微电网稳定运行，达到了系统预期设计要求。
关键词：分布式电源；微网；P/Q控制；U/F控制；数学模型0 引言随着我国经济的快速发展，电力需求逐年提高，能源与环境矛盾更加凸显，分布式发电（distributed generation，DG）正在成为许多国家和地区电力发展的重要方向。
将分布式电源（DG）以微网形式接入大电网，能够系统、高效管理分布式电源，提升能源利用效率，提高供电可靠性，改善电能质量，是实现分布式能源充分利用的有效途径[1，2]。
然而，分布式电源具有启停间歇性、随机性的特点，大大限制了其接入电网的容量和运行的稳定性。
微电网的动态特性，使传统控制策略已经不适用于微电网运行控制。
微电网必须通过先进的控制系统将分散电源、负荷和储能装置整合在一起，形成一个可控的单元，使它既可以与配电系统并网运行，也可以离电网运行[3，4]。
微电网的接入可充分挖掘分布式能源，为供电部门和用户带来的价值和效益是非常显著的。
本文采用小型风力发电机、光伏系统、储能以及负荷设备构建了微电网系统。
在并网模式和孤岛模式下，微电网要求对各分布式电源进行协调控制，以保证高效的潮流调节和电压稳定能力；为了进一步体现微电网对大电网的支撑作用，要求协调控制同样具有模式切换功能，保证在失去外部供电后，微网对本地重要负荷的持续供电[5，6]。
风电与光伏发电具有间歇性和波动特性特点，通常只发出恒定的有功功率或执行最大功率跟踪，一般采用控制；而对于蓄电池等微型电源，既可以按照进行控制，又可以实现控制，而后者主要用于保证离网状态下电压、频率的稳定性。
微电网运行控制解决方案及应用张新昌【摘要】Micro grid is an effective organization form of the distributed resource. Micro grid technology integrates the relationship between distributed resource and distribution network, which realizes the distributed generation controllable, and solves the problem that distributed generations access distribution network. Micro grid can be regarded as a controllable unit of the power grid, which can run under either grid-connectedness or independence. This paper discusses microgrid operation control solution based on three-layer structure, which adopts the microgrid communication technology based on IEC61850 standard, dynamic stability control technology with rapid response, and microgrid energy management steady control technology based on optimizing operation. Finally, a practical engineering of micro grid is introduced.%微电网是分布式电源的有效组织形式。
