Telecom Power Technology
· 78 ·Jul. 25, 2023, Vol.40 No.14 2023年7月25日第40卷第14期电力技术应用DOI：10.19399/ki.tpt.2023.14.026微电网参与下的配电网调频优化方法研究岳 彤（山西大学，山西 太原 030006）摘要：微电网是微型电力系统网络的简称，与电力系统相同，具有自我控制和配合大电网运行的能力，可提高能源的利用率，保证系统的可靠性。研究微电网与配电网之间的配合服务问题，可以尽可能地利用微电网，最终达到电力系统市场良性运作的目的，进一步提高新能源及其他能源的利用率。主要研究微电网参与大电网调频在经济收益上的优化，建立了微电网参与配电网调频的收益模型，并通过线性规划法计算验证了收益优化的效果。关键词：微电网；调频；线性规划；经济性Research on Frequency Modulation Optimization Method of Distribution Network with the Participation of MicrogridYUE Tong(Shanxi University, Taiyuan 030006, China)Abstract: Microgrid is the abbreviation for micro power system network. Like power systems, it also has the ability to cooperate with the operation of the large power grid, improving energy utilization and ensuring system reliability. Studying the coordination and service issues between microgrids and distribution networks can maximize the utilization of microgrids, and ultimately achieve the goal of healthy operation of the power system market, thereby further improving the utilization rate of new energy and other energy sources. This paper mainly studies the optimization of economic benefits of micro grid participating in large grid frequency modulation, establishes the benefit model of micro grid participating in distribution network frequency modulation, and verifies the effect of benefit optimization through Linear programming calculation.Keywords: microgrid; frequency modulation; linear programming; economy0 引 言同步发电机影响一次有功能源能量的变化，过程比较缓慢，因此电力系统中会发生频率变化，这时配电网的调频就显得至关重要[1]。微电网中的调频辅助服务对于维持电力系统的发电机负荷和原动机输入功率实时平衡具有至关重要的作用[2]。随着对微电网技术的深入研究，许多技术难点随之突破，微电网技术在配电网调频方面的可行性已经得到了多方面验证。目前，对于微电网参与电力系统调频的研究较浅薄，电力系统调频工作一般仍是常规调频手段，依赖传统发电机组，即火力发电机组和水力发电机组。由于水力发电机组受地理条件、季节及河流影响极大，现实中水力发电机组调节频率较低。而火力发电机组存在响应速度迟缓、自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）指令传输不准确的缺点。考虑新能源不确定性的影响，增加了传统调频过程中时间和成本的损耗，产生了可靠性不高和能量收益较低的问题，难以应对新能源发展和市场化的改变。1 微电网参与调频模型建立1.1 配电网调频机理研究及收益建模电力系统的一次调频由调速器调整发电机组出力完成，可用于平衡电力系统的频率[3]。一次调频的调节机理如图1所示。初始时平衡点为A点，电力系统额定频率为f0，发电机组输出功率为P0，这时电力系统中负荷发生变动，负荷吸收功率从PLD增加到P'LD，此时经过调速器作用，系统达到新的平衡点B点。网络频率的二次调整通过电力系统中发电机组的同步器实现[3]。电力系统频率进行二次调整的机理如图2所示。当电力系统的负荷有功功率增加∆PL=PL2-PL1时，发电机组同步器的作用，发电机组功率频率特性曲线上移到PG2( f )，而平衡运行点移到3点，频率为f3，但是频率并未恢复到额定频率，此时同步器再一次作用，发电机组功率频率特性曲线上移到曲线PG3( f )时，稳定运行点到6点，频率恢复为额定频率fN。根据配电网的调频过程分析，其成本及收益建模为 CR=(PL1+∆PL)×CR1 （1） CY=(PL1+∆PL)×KY1 （2）式中：CR、CY分别为配电网发电机组的燃耗成本和收稿日期：2023-05-08作者简介：岳 彤（1992—），男，山西运城人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统继电保护、微电网、电力市场。Copyright©博看网. All Rights Reserved. 2023年7月25日第40卷第14期
科技信息SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2012年第33期
微电网技术能够解决传统分布式发电分散接入、单独并网所带来
的整体不受控的问题；当发生电网扰动时，其可有效解决单个分布式
电源上关键负荷面临的电能质量问题，同时有利于提升电网可控性。
1微电网的定义
目前，各国对微电网的定义各不相同，美国电力可靠性技术协会
（CERTS）给出的定义为：微电网是一种由负荷和微型电源共同组成
的、可提供电能和热能的系统；微电网内部的电源主要通过电力电子
装置进行能量转换，并提供必要的控制；微电网相对外部大电网表现
为一个单一能满足微电网内部用户对电能质量及供电可靠性和安全
性要求的可控单元。欧盟给出的定义是：利用一次能源，使用不可控、
部分可控和全控3种微型电源，配有储能装置，可冷、热、电三联供，使
用电力电子装置进行能量调节的发供电系统。我国在微电网控制技术
方面还处于起步阶段，多数研究工作集中在分布式发电和储能技术领
域，并且在太阳能和风能等新能源利用方面取得了初步成果。我国对
微电网的定义为微电网是指由分布式电源、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，可以看成是
大电网中的一个可控单元。
2微电网的优势
微电网虽然也是分散供电形式,但它采用了大量原始孤立系统不
具备的先进现代电力技术，如快速的电力电子开关与先进的变流技
术、高效的新型电源及多样化的储能装置等。此外，微电网与大电网是
有机整体，可以灵活连接、断开，其智能性与灵活性远在原始孤立系统
之上。
与传统集中式能源系统相比，微电网提高了电力系统面临突发灾
难时的抗灾能力。微电网接近负荷，线损减少，建设投资和运行费用较
省，分布式能源具备发电、供热、制冷等多种服务功能，可实现更较高
的能源综合利用效率，有利于各类可再生能源的利用，缓解了环保压
力，可以解决部分调峰和备用问题，提高供电可靠性、供电质量和电网
的安全性。大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合,可
微电网技术在主动配电网中的应用 付吟雪1 孟子健2 郝圣杰3
发布时间：2021-08-30T03:08:27.487Z 来源：《基层建设》2021年第15期 作者： 付吟雪1 孟子健2 郝圣杰3
[导读] 我国是世界人口大国，是环境污染和能源枯竭发生现象最为严重的国家。而微电网技术的广泛应用，有效控制和管理这一问题，并且被我国列为重点研究对象
1国网冀北电力有限公司兴隆县供电分公司 河北省承德市 067300
2国网冀北电力有限公司宽城县供电分公司 河北省承德市 067600
3国网冀北电力有限公司宽城县供电分公司 河北省承德市 067600
摘要：我国是世界人口大国，是环境污染和能源枯竭发生现象最为严重的国家。而微电网技术的广泛应用，有效控制和管理这一问
题，并且被我国列为重点研究对象。在主动配电网中引入微电网，在保障主动配电网的正常运行的同时，也提高了整体的实际运用效率，
进而提高了供电企业的正常供电质量。因此，微电网技术在我国电网中的运用取得了良好的成果，促进了我国电网事业的快速发展，进而
让我国各方经济利益得到了巨大的提高。
关键词：微电网技术、主动配电网、应用
引言：微电网技术是我国现阶段电力事业的研究重点，该技术具有高可靠性、高灵活与环保等优势，因此在我国电网中得到广泛应
用。目前我国开始全面规划设计微电网技术，对该技术进行大范围推广，我国主动配电网中应用微电网技术取得一定的成绩。笔者相信在
不久的将来，微电网技术会实现新的突破并得到更为广泛的应用。
1微电网相关概述
1.1概念分析
世界各国研究微电网的重点不同，造成各个国家对其定义存在差别。我国学者依据我国实际情况，将微电网定义为：微电网指的是合
理承担该地区中小型传统发电模式及分布式电源的分派，给周边提供电能的一种特殊电网，相比于传统电网，微电网有着独立运行的特
点。
1.2特点分析
微电网技术是储存能量与分布式发现的结合体，其主要特点体现在这三个方面。第一，微电网以单点方式被接入大电网，然后由大电
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微电网介绍
一、定义
微电网（Micro-Grid）：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成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行也可以孤立运行。
微电网是相对传统大电网的一个概念，多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。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，是传统电网向智能电网过渡。
分布式能源(DER)：一般定义为包括分布式发电(DG)、储能装置(ES)和与公共电网相连的系统。其中DG是指满足终端用户的特殊需求，接在用户侧的小型发电系统，主要有内燃机，微型燃气轮机、燃料电池、太阳能、风能等发电；
二、微电网的结构
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三、微电网的架构
微电网的体系结构一般采用国际上比较成熟的三层结构(许继的示范工程也是如此)：配电网调度层、微电网集中控制层、分布式电源和负荷就地控制层。
四、微电网的两种运行模式
微电网存在两种典型的运行模式：正常情况下微电网与常规配电网并网运行，称为联网模式;当检测到电网故障或电能质量不满足要求时，微电网将及时与电网断开而独立运行，称为孤岛模式。两者之间的切换必须平滑而快速。微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制。
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（1）并网运行：微电网与公用大电网相连，微网断路器闭合，与主网配电系统进行电能交换。光伏系统并网发电。储能系统可进行并网模式下的充电与放电操作。并网运行时可通过控制装置转换到离网运行模式。
（2）离网运行：也称孤岛运行，是指在电网故障或计划需要时，与主网配电系统断开，由DG、储能装置和负荷构成的运行方式。储能变流器PCS工作于离网运行模式为微网负荷继续供电，光伏系统因母线恢复供电而继续发电，储能系统通常只向负载供电。
