新能源电网中微电源并网控制对策

张翔

【摘要】：微电网作为当前环境中电力系统的发展方向，受到了各界广泛关注。微电网在运行状态中，对逆变器的控制提出了较高要求，为了保障电能质量达标，技术人员需要保障频率、电压值被控制在合理范围中，因此有效解决并联组网问题，对微电网的发展具有重要意义。

【关键词】：新能源电网；微电源；并网控制

引言

人们的日常生活或者工业的生产都离不开能源，能源在社会的发展中具有至关重要的作用。近年来，随着经济的快速发展，对能源的需求量正在不断增加，尤其是化石燃料。然而，大量使用化石燃料不仅给当地的环境带来了威胁，而且导致传统能源趋向枯竭。为了解决这些负面问题，各国政府都积极对能源进行了调整，重视微电源的开发和利用，常见的微电源包括风力发电、光伏发电、微电池发电等，与传統电源相比，微电源具有污染小、安装成本低、运行费用低等，且由于微电源大部分都位于负荷附近，这种近距离的供电模式使得电能在输电线路上的损耗降低。

1、微电网的基本结构

微电网的构成要素包括：控制系统、储能装置、电力负荷等，电力电子作为电网和微电源的接口，能够保障系统正常运行。为了保障电力负荷中的电能发挥作用，微电网的运行模式通常为：单独运行、并网运行。当电能质量不符合系统规范时，微电网能够及时启动独立运行状态。微电网呈放射状，通过外部电网与静态开关相连接。微电网系统被静态开关划分为两个模块：馈线在连接过程中设置了微电源，支持本地供电。当电网发生故障后，电网将进入独立运行状态；当非敏感负荷和馈线相连后，电网能够承载这些部件的运行。由于微电网配置中设有潮流控制器、能量管理器，因此技术人员能够对微电网进行科学控制。当负荷出现变化后，潮流控制器会参照电压情况、频率值进行潮流参数调整工作，对微电源的功率进行合理的减少、增加，可以达到整个微电网系统的平衡效果。

2、微电源定义及分类

所谓的微电源就是指微电网中的逆变器、分布式电源及储能装置，其大致可以分为以下两类：第一类，传统的电机，如小型柴油发电、水力发电、潮汐和生物能发电。第二类是与电网直接相连的电力电子型电源，同时也叫做逆变电源。将逆变电源进行细分又可以分为以下类别：①燃料电池、飞轮储能、储蓄电池等直流电源；②小型燃气轮机、小型风力发电等高频交流电源，这种电源通过整流、逆变转化为交流。由于第二类电源在微电网中具有明显的优势，因此未来的逆变电源将会发展的十分迅速，与常规电源相比，它的电压调整和控制方式比较特殊，因此需要制定相应的控制策略，来实现大规模微电源并入电网。

3、新能源电网中微电源并网控制对策

3.1控制策略综述

①电压的要求。根据GB/T20046-2006规定，对不同电压情况下，对应的响应时间做了规定，当电压小于0.5额定电压时，最大分闸时间为0.1s，当电压处在0.85和0.5倍的额定电压时，最大分闸时间为2s。②频率的控制。根据Q/GDW480-2010的规定，微电源需要与相连的电网频率一致，允许偏离正常频率0.5Hz，一旦发生频率越线的情况，需要在0.2s内进行切除操作。③谐波和波形畸变控制。根据GB/T19939-2015的规定输出波形总的谐波失真度不得高于5%，其中对具体的谐波类型失真度做了详细规定，如3～9次的奇次谐波，畸变量不得高于4%，2～8次的偶次谐波，波形畸变量不得高于1%

3.2V/f控制

微电网是由微电源构成的，性质为逆变电源并联系统。通过参考功率的传输特点，某些科研人员在研究逆变电源并联系统时，常常借助传统发电机，来控制无线并联系统。主要原理为：逆变单元通过输出功率后，按照下垂特性，获取对应的指令值，经过反相微调后，能够科学分配无功、有功功率。呈现方式为：在逆变电源系统中，当输出阻抗具备感兴特征时，一旦逆变电源输出有功功率值上升后，对应的输出频率将减少；当逆变电源输出功率低时，有功功率输出值将提高。即：当无功功率数值低时，操作人员可以通过提高电压幅值的方式，使无功功率输出值增大；反之，无功功率值高时，操作人员可以减小电压幅值，使输出的无功功率数值被降低。另外，对于输出阻抗而言，当逆变电源系统以阻性为主时，频率、无功功率具有联系性、电压幅值与有功功率具有密联系性，操作人员设定功率值的方式与上述内容相反。值得注意的是，当逆变电源的输出阻抗方式与输出量具有密切联系，从控制过程的层面来考量，单元输出功率少时，其输出的途径为电压—频率。对于某些输出功率多的单元而言，其输出率会不断降低，该数据参数会自动调节，随后传输至最低环流点。为了输出对应的功率，微电源需要结合实际情况改变其电压值或频率值，v/f方式不仅使微电源达到了共享效果，而且提高了系统运行的可靠性。

3.3PQ控制

在PQ的控制过程中，当系统启动后，操作人员需要提前在微电源中设置预订数值，即：无功、有功功率。在对控制系统进行设计时，外部应结合系统的实际情况设置对应的功率参考值，并根据坐标及时改变参考轴，随后逆变器将输出电压值。此时电压值的控制主体又可被分为：无功、有功分量。在并网状态下，PQ控制方式能够正常运行，一旦微电网进入独立运行状态后，该模式的微电源将出现缺额问题，导致系统无法正常工作。在PQ控制模式中，电流环的优势为，科学控制功率值，因此设计人员在设计电流调节器时，需要提前完成轴的分量配备工作。

结语

综上所述，微电源在提高供电安全性能的基础上，能够满足用户的多样化需求。微电网不仅可以独立运行，而且可以并网运行。在微电网的独立运行模式中，技术人员需要结合实际情况，设置科学的参数值，对储能装置、微电源的逆变器进行优化控制，从而充分发挥微电源的优势。

【参考文献】：

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