微电网中的分布式电源控制技术

大量分布式电源接入配电网后，配电网从原来的放射状无源结构变为含源网络，网络潮流的大小和方向都可能发生变化，导致配电网在结构、运行方式、继电保护、安全及稳定性等方面面临严重的影响。另外，当主电源断电引发配电网孤岛运行时，处于检修安全等考虑，常常要求分布式电源退出配电网，这大大限制了分布式电源的充分利用。

为解决大电网与分布式电源间的融合问题，就提出了微电网结构。在接入问题上，微电网的入网标准只针对微电网与大电网的公共连接点（PCC），而不针对各个具体的分布式电源。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式电源的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。同时，当配电网发生故障或是其电能质量不符合用户要求时，微电网可以独立运行，保证重要负载正常运行和优质供电，提高分布式电源的利用率和配电网的供电可靠性。

微电网是一个由分布式发电（DG）、储能装置（DES）和监控保护装置汇集而成的并为相应区域供电的小型发配电系统，能够不依赖配电网而正常运行，实现区域内部供需平衡。一般来说，微电网是一个用户侧的电网，也是一个自治运行的电力系统，它通过公共连接点与配电网连接，可以满足不同用户对电能质量和供电可靠性的要求。图6-28给出了一种微电网的原理示意结构^［9］。

图6-28 微电网基本结构(www.xing528.com)

从配电网的角度看，微电网可以等效为一个集中负载或一台发电机；从用户侧看，微电网则是一个自治运行的电力系统，可以满足不同用户对电能质量和可靠性的要求。微电网可以与配电网并网运行，也可以脱离配电网而孤立运行。并网运行时，多个DG可以就地向重要负载提供电压支撑和高可靠性电能，减少了直接从大电网买电和电力线传输的负担。当配电网出现故障或电能质量不满足要求时，微电网与配电网相连的静态开关断开，微电网运行于孤岛模式。孤岛运行是微电网最为重要的能力，而常规配电网中的分布式电源则不允许孤岛运行。

微电网的两种运行模式可以相互切换。当配电网故障断电时，微电网应自动地从并网模式切换到孤网模式，并保障微电网的电压和频率正常。当配电恢复正常时，微电网可在适当时机从孤网模式回到并网模式，并保障并网时的平滑过渡，避免电流冲击和电压与频率扰动。微电网由并网模式切换到孤网模式时，需要考虑的因素包括孤岛识别、负载的卸载以及各分布式电源控制策略的改变；微电网从孤网模式切换到并网模式时，则要考虑微电网向配电网相位、频率的调整以及分布式电源控制策略的调整。

微电网中的分布式电源基本上都是通过电力电子接口与电网连接，它们在微电网两种运行模式下的控制策略是不同的。微电网中换流器型分布式电源的控制方式基本上可以分为恒功率控制（PQ控制）、电压频率控制（Vf控制）和下垂特性控制三种^［10］。