微电网并网运行模式下的控制方法研究

微电网孤岛运行模式下的协调控制策略一、概述随着分布式发电技术的不断发展，微电网作为一种新型电力系统结构，以其灵活的运行方式和较高的能源利用效率，逐渐成为解决能源问题的有效途径。

微电网孤岛运行模式是指在主电网故障或需要独立运行时，微电网能够脱离主电网并维持自身稳定运行的状态。

孤岛运行模式下的微电网面临着电源输出功率波动、负荷需求变化以及多源协调控制等诸多挑战。

研究微电网孤岛运行模式下的协调控制策略具有重要的理论价值和实践意义。

在孤岛运行模式下，微电网需要依靠内部的分布式电源和储能系统来满足负荷需求，并实现功率平衡。

分布式电源如风力发电、光伏发电等具有间歇性和随机性，导致输出功率不稳定；负荷需求也会随着时间和场景的变化而波动。

这些不确定性因素给微电网的稳定运行带来了极大的挑战。

为了应对这些挑战，需要设计一种有效的协调控制策略，以实现微电网孤岛运行模式下的稳定运行和优化管理。

该策略需要综合考虑分布式电源的出力特性、储能系统的充放电策略以及负荷需求的变化规律，通过合理的控制算法和优化方法，实现微电网内部的功率平衡、电压稳定和频率稳定，同时提高能源利用效率和经济性。

本文将围绕微电网孤岛运行模式下的协调控制策略展开研究，首先分析微电网的基本结构和孤岛运行的特点，然后探讨协调控制策略的设计原则和关键技术，最后通过仿真实验验证策略的有效性和优越性。

1. 微电网的基本概念与特点作为现代电力系统的一个重要组成部分，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等构成的小型发配电系统。

它既可以与外部电网并网运行，也可以在孤岛模式下独立运行，实现自我控制、自我保护和能量管理，形成一个高度自治的电力网络。

微电网具备几个显著的特点。

它具备微型化的特征，电压等级低，系统规模小，通常服务于特定区域或用户群体。

这种小规模的发配电系统使得微电网更加灵活和易于部署。

微电网的电源多样，以可再生能源为主，如太阳能、风能等分布式电源，同时也可包括传统的小型发电机组和储能装置。

风光储微电网平滑并离网的研究一、风光储微电网的特点风光储微电网是一种集风光发电、储能和微电网技术于一体的电力系统形式。

它具有以下几个特点：1. 可再生能源：风光储微电网主要利用风能和太阳能进行发电，具有能源清洁、环保、取之不尽、用之不竭的特点。

2. 储能技术：储能技术是风光储微电网的重要组成部分，可以解决可再生能源发电的间歇性和不确定性，提高电力系统的稳定性和可靠性。

3. 微电网技术：风光储微电网采用微电网技术，与传统电网相比，其运行更加灵活，能够实现自主供电和并网运行。

4. 离网运行：与传统电网相比，风光储微电网具有在离网运行时电力质量和稳定性的要求更加严格的特点。

风光储微电网平滑并离网是解决风光储微电网在离网运行时电力质量和稳定性问题的重要研究方向。

它具有以下几点研究意义：1. 提高离网运行的可靠性：对于离网运行的风光储微电网来说，其供电质量和稳定性对当地居民的生活和生产有着重要的影响。

通过平滑并离网技术的研究，可以提高离网运行的可靠性，保障当地居民的用电需求。

风光储微电网平滑并离网的研究内容主要包括以下几个方面：1. 电力质量的研究：电力质量是衡量电力系统供电能力的重要指标，对于离网运行的风光储微电网来说尤为重要。

研究风光储微电网在离网运行时的电压、频率等电力质量指标，提出相应的改善措施。

2. 稳定性的研究：电力系统的稳定性是保证电力供应连续、稳定的重要保障。

研究风光储微电网在离网运行时的电力系统稳定性特点，提出相应的改善措施。

3. 控制策略的研究：研究风光储微电网在离网运行时的控制策略，包括能源管理、储能控制等方面的研究，从而实现离网运行时电力质量和稳定性的改善。

4. 系统优化的研究：研究风光储微电网在离网运行时的系统优化问题，包括发电、储能和负荷之间的协调和优化配置，从而提高离网运行的效率和可靠性。

目前，国内外对于风光储微电网平滑并离网的研究已经取得了一定的成果。

在电力质量、系统稳定性、控制策略和系统优化等方面都有所突破。

并网运行模式下，微电网系统对微源的可靠性要求不高;孤岛运行模式下，则需要依靠可靠的DG和储能系统来保证微电网平稳运行。

为此，本文以风光储多种微源低压微电网作为研究对象，采用基于主从控制的源荷平衡控制策略，确保在孤岛运行模式下微电网功率保持平衡、电压和频率保持稳定。

通过MATLAB建立微电网模型，仿真结果验证了低压微电网在孤岛运行模式下，采用该控制策略的可行性和有效性。

01.低压微电网的系统组成本文的研究对象是风光储低压微电网系统，该系统如图1所示。

图1低压微电网系统图微电网系统由风机、光伏电源、储能电池、变流器、负荷、配电网控制系统等组成。

发电侧包含风机、光伏电源、储能电池等，通过变流器将微源的输出转换为满足并网条件的电能;用电侧根据负荷优先级的不同，分为重要负荷与可控负荷。

为了能与配电网友好融合，微电网包含三个层级的控制系统，即配网级的能量管理系统(EMS)、微电网级的微电网中央控制器(MicroGridCentralController，MGCC)单元级的微源和负荷的就地控制器，三者互为联系协调配合，保障微电网稳定运行。

微源控制器包含在逆变器中，将微源的运行状况实时地送往MGCC;负荷控制器为低压测控装置，一方面可将负荷用电情况送往MGCC，另一方面可根据MGCC的指令投切负荷;MGCC根据单元级控制系统上送的电气信息对微电网进行统一协调控制，同时接收EMS下发的调控指令。

另一方面，微电网的运行与各微源特性、负荷特性密切相关，为了平抑DG的出力波动以及负荷的需求波动，对储能系统进行有效的能量管理至关重要。

同时，微电网的孤岛运行亟需解决电压和频率的管理、微源和负荷的平衡等问题，因此，需要可靠的储能系统充放电策略和源荷协调控制策略保证微电网的平稳运行。

02.孤岛模式下低压微电网的控制策略2.1微源控制策略光伏、风机、储能电池等DG经过电能变换装置接入微电网，其基本控制方法包括V/f(恒压/恒频)控制、PQ(恒功率)控制和Droop(下垂)控制等[9]。

微网孤岛运行控制策略的研究发表时间：2017-07-12T15:36:03.247Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：何明成高杰梁宇[导读] 微网运行控制策略[1]的制定和实现，是通过对每个微源的控制达到对微网的控制，从而使微网时时刻刻调节微源满足负荷需求。

安徽理工大学安徽淮南 232000摘要：本文介绍了微电网孤岛、并网两种运行模式的控制策略。

在并网运行时，微电源利用PQ控制来确保恒定的输出功率，微电网内的功率波动由大电网进行平衡，使能源管理和能量存储装置在待机模式下充电；当大电网发生故障或其主动与微电网拆分时，被孤岛监测装置检测到后，储能装置中的蓄电池将采用V/f控制方法，且微电网切换到孤岛模式下运行，以弥补电力不足。

这不仅实现了能源供应和需求之间的平衡，同时也提供了系统电压和频率支撑。

关键词：微电网；控制策略；平滑切换；储能一、微网运行控制概述微网运行控制策略[1]的制定和实现，是通过对每个微源的控制达到对微网的控制，从而使微网时时刻刻调节微源满足负荷需求。

各种典型微源控制方法是研究微网孤岛运行的基础，结合各微源的不同特性，以提高微电网稳定性和电能质量为目标，制定各个微源的最佳控制方案并不断加以优化，从而提出了微网整体控制策略的实施流程和步骤。

（一）对等控制对等控制[2]，指每个微源具有同等地位。

这种控制方法不需要区分主从关系。

但是可以让微源具有“即插即用”的功能。

即在能量平衡时就可实现微电网中的任一微源的介入或断开而不需要改变微网中其它单元的设置。

在此控制策略下，各微源通过收集本地信息对自身出力进行Droop控制而无需通信协调。

对等控制策略下，控制具有冗余性，并能保证孤岛时微网内电力供需平衡和频率统一，控制方法简单可靠。

当微网中多个微源采用Droop控制时，由于各微源容量不同，其下垂特性曲线不同。

确定有功下垂和无功下垂增益是实现各微源协调的有效途径。

以双微源为例，如图1[4]所示。

微电网运行模式与控制系统浅析作者：李朋来源：《华中电力》2013年第05期摘要：智能电网中微电网是一些微电源、负荷、储能装置和控制装置构成的系统。

对于大电网，它表现为一个单一可控制的单元，能实现对负荷多种能源形式的可靠供给。

微电源按是否可控可分为部分可控电源、不可控电源和全控电源。

这些电源多为小容量的分布式电源，具有低成本、低电压及低污染的特点。

本文首先介绍了微电网的结构特点，然后分析了微电网的运行模式以及控制策略。

结果表明，微电网若采取合理的控制策略，能够确保微电网在并网和孤岛运行模式下电压和频率的稳定。

关键词：微电网；运行模式；控制策略1 引言微电网的电源接在用户侧，且微电源多采用电力电子装置接入，其结构不同于传统电力系统，必需考虑微电网自身的特殊性。

通常，电能质量研究是微电网研究的基础和主要内容，在进行微电网电能质量分析之前，有必要研究其基本结构，并分析微电网的运行模式以及控制策略2 微电网结构和特点微电网一般与用户端的低压配电网相连，电压等级为380/220V，网络呈放射状，包含若干条馈线。

微电网中负荷可分为不可控和可控负荷、一般和重要负荷、敏感和非敏感负荷等。

在实际运行中，部分非敏感负荷可以看成是可控负荷，用于削峰和平滑负荷波形。

由于各馈线负荷重要程度不同，因此可以对系统实现分层控制。

微电网中的馈线主要供给重要负荷，提供电压和频率支撑，确保负荷能够抵御电压干扰；正常运行状态下，微电网工作在并网模式；配电网电压异常、出现故障或电能质量不符合要求时，静态开关断开，微电网运行模式转为孤岛运行直到故障恢复。

这两种模式能否平滑切换直接影响到微电网的电能质量，静态开关的控制也至关重要。

由上分析，可以看出微电网具有如下特点：（1）一般接入大电网的形式为单点接入，即配电网侧看进去微电网可作为可控的负荷或发电单元。

这种即插即用的形式，使微电网中各种分布式电源得到充分利用和相互补充，减少了分布式电源直接接入对大电网造成的影响，有益于电网的管理与运行；减少大型发电站的备用容量；降低由电网升级带来的投资成本，同时也使输电线路损耗降低；更好地维持负荷电压。

《微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究》篇一微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究一、引言随着可再生能源的日益普及和微电网技术的发展，微电网逆变器作为连接可再生能源与电网的重要设备，其控制技术成为了研究的热点。

其中，PV/QF下垂控制技术因其能够有效地实现微电网的并网与孤岛运行模式的平滑切换，受到了广泛关注。

本文将针对微电网逆变器中的PV/QF下垂控制技术进行深入研究，探讨其原理、优势及存在的问题，并提出相应的解决方案。

二、PV/QF下垂控制技术原理PV/QF下垂控制技术是一种基于逆变器输出电压和频率的下垂控制策略。

在微电网中，当多个逆变器并联运行时，通过PV/QF下垂控制技术，可以实现逆变器之间的功率分配和电压、频率的稳定。

其中，PV代表功率下垂控制，通过检测逆变器输出功率，调整逆变器输出电压，实现功率的分配；QF代表电压和频率下垂控制，通过检测微电网的电压和频率，调整逆变器的输出频率和电压，保持微电网的稳定运行。

三、PV/QF下垂控制技术的优势PV/QF下垂控制技术具有以下优势：1. 适应性强：PV/QF下垂控制技术能够适应不同类型和容量的可再生能源接入微电网，实现逆变器之间的功率分配和微电网的稳定运行。

2. 并网与孤岛运行的平滑切换：在微电网并网运行时，PV/QF下垂控制技术能够根据电网电压和频率的变化，自动调整逆变器的输出，实现并网与孤岛运行模式的平滑切换。

3. 可靠性高：PV/QF下垂控制技术具有较高的可靠性，能够在部分逆变器故障的情况下，保证微电网的稳定运行。

四、PV/QF下垂控制技术存在的问题及解决方案虽然PV/QF下垂控制技术具有诸多优势，但在实际应用中仍存在一些问题。

主要包括：1. 功率分配精度问题：由于受到负载变化、线路阻抗等因素的影响，逆变器之间的功率分配可能存在误差。

为解决这一问题，可以采用优化算法，根据实时负载和线路阻抗信息，对PV下垂控制参数进行动态调整，提高功率分配精度。

基于改进下垂控制的微电网运行控制研究陈丽娟;王致杰【摘要】In the micro-grid, the output reactive power of distributed generations which adopt droop control strategy couldn’t be arranged in average, because of their line impedance differences, the different output voltage amplitude and complex structure of micro grid and other factors. These could lead to reactive circulating current in distributed generations. To solve the problem, this paper proposes an improved droop control strategy. It adds the voltage drop of line, voltage amplitude feedback as an compensation amount of reactive power droop control in the traditional power droop control in order to effectively track the changes of micro-grid voltage and improve the status of the different voltage amplitude. It establishes the micro-grid simulation model in Matlab/Simulink. And the simulation results show that the improved droop control can greatly improve the distribution accuracy of reactive power sharing and enhance the stability of the micro-grid system.%微电网中，采用下垂控制的微电源，线路阻抗差异、输出电压幅值不等以及微电网复杂结构等因素均会导致微电源输出无功功率不能达到均分的效果，使微电源间出现无功环流。

微电网系统的储能双向变流器控制技术研究摘要：本文从储能双向变流器在微电网中的实际应用出发，详细介绍了储能双向变流器的工作原理、控制方案等内容，并提出了一种新型的拓扑系统结构，分别针对并网运行控制、离网运行控制，以及并离网切换等过程的控制方法和流程进行了详细解析。

在此基础上，通过100kW储能双向变流器的运行试验，验证了变流器同期并网、主动离网、被动离网三个过程的运行性能。

试验结构表面，采用了控制方法及控制策略的储能双向变流器能量双向流动，又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和状态切换，各方面性能优异，在实际应用上具有理论指导意义和推广价值。

关键词：储能双向变流器、清洁能源、微电网、分布式发电1、引言本文阐述了储能双向变流器是应用在储能环节，是风光储分布式发电微电网系统的核心关键设备。

储能双向变流器以双向逆变为基本特点，具有削峰填谷、应急电源、无功补偿、电能质量控制等功能且适合智能电网建设的并网变流器。

该设备能有效调控智能电网中的电力资源，很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异，保障电网安全；能够在并网系统、孤岛系统和混合系统等不同的场合下应用，适用于各种需要动态储能的应用场合，电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出，同时在微网中起到主电源作用，稳定微电网中的电压和频率。

双向储能变流器是储能技术运用的主要前提和实现电网互动化管理的有效手段。

2、工作原理储能双向变流器主要由控制单元、直流单元、双向变流单元、连接电抗器和变压器等组成。

控制单元根据能量管理系统控制指令，通过DSP产生一系列空间矢量脉冲调制信号（SVPWM），驱动双向变流单元工作，使储能系统并网时具有较高动-稳态充放电控制性能；作为微网主电源运行时，提供稳定的电压和频率；采用功率环、电压环和电流环的三环控制策略，保证P-Q控制和V-F控制两种控制方式之间的快速平滑切换。

储能变流器既满足能量双向流动，又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和能量转换。