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多微网技术体系报告

题目：多微电网关键技术研究
指导人：
报告人：

多微网技术体系

摘要：本文主要就目前研究比较成熟的多微网关键技术进行比较分析研究，分别从物理结构，运行控制策略，保护方案等方面进行了深入探讨。
关键词：多微网运行控制保护

物理结构

微网的结构有串联和并联之分，为了满足不同的功能需求，微网可以有多种结构，以云电科技园智能微网系统结构为例，图1中包含两个可孤岛运行的子微网，通过切换K11，K12可形成串联和并联两种组网结构。

图1多微网实例
两个子微网分别经K2和K3接入配电网，其中子网A包括双馈感应发电机，储能蓄电池A，柴油同步发电机和本地负荷。子网B包括：单级式光伏发电系统，储能蓄电池B和本地负荷[1]。
微网中的微电源主要包括风力发电，光伏发电，微燃机发电，燃料电池以及储能装置，其中前两种为不可控电源，其随机性和自然环境的变化密不可分。后几种为可控电源。文献[2]对于光伏电池，燃料电池，柴油发电机以及风力发电机控制模型进行了全面的分析，仿真结果表明其控制策略的有效性。

运行控制

2.1一种新型的电力系统管理概念-集群管理

传统的电力系统是被用户包围的巨大发电站，随着微网的发展，出现了一种新型的分布式电力系统，该电力系统作为传统电力系统的有效辅助。分布式电力系统是包含多种组成成分的复杂系统，可以用电力集群的方法加以管理。一个电力集群不仅包括一个区域中分散的发电机或者一组客户，还包括整个电力系统，也就是说，一个小的分布式系统在适当的规模上受限于电气或区域条件。每个电力集群是独立设置并且基本上是自我管理和自我维持的，但是有时候集群会遭受电力短缺。
电力的消耗总是动态的波动，来自新能源的发电机也是间断和连续变化的。一个电力集群可能包含发电、存储、消耗和分配电力资源等要素，但一些集群并不包含所有的要素，例如，只有消耗的集群、只有存储的集群和只有发电的集群，这些情况都是存在的。很多不同的电力集群间相互连接形成一个“网络”，来保持电能的生产和消耗水平。
每一个电力集群都应该力求是自治的。电力集群间的交换应该仅限于弥补短缺和处理盈余，将电力传送的重要性最小化，然后降低能源损失。这样的网络应该是“松散耦合”，而不是紧密耦合。
在传统的电力系统中，能力流动基本是按照一个方向，在电力集群网络中，能量的流动是双向的。电力集群间的接口应该是直流的，因为电力的传输是间断和波动的，所以，不能使用交流信号线来实现自主同步[3]。
集群管理是一种新型的研究方向，和大电网不同的是，集群管理是自我管理，自我维持的一种松弛耦合的电力网络，并在他们之间进行机智的交换电能。

2.2运行控制策略

对等控制
在微网中每个微源地位平等，没有任何一个单元作为主控电源，各个微源均采用相同的控制方式，任何一个微源的接入或退出均无需更改其他微源的控制方式。这种控制方式对微源之间的通一讯联系要求不高，微源只需基于本地信息进行控制。对等控制的思想可由下垂控制方法来实现,该方法要求各个微源表现出的外特性基本一致，从而便于微网系统整体的协调控制。
(2)主从控制
在众多微源中存在一个主控微源,其余为从控微源。该控制方式是从微网底层控制方面来实现的[4]。
（3）基于多代理技术
用于恢复故障方面，传递的信息为失电标志以及负荷的需求，当相邻的代理收到信息后，将通过衡量自身需求，然后进行答复。
用于暂态稳定性方面，确定某一参考量，可以是发电机组的转角，当扰动发生时，可以通过预测转角的摆动轨迹，进而采取相应的控制措施[5]。
用于控制微电网的过渡过程，利用静态开关Agent（StaticSwitchAgent，SSAgent）专门控制微网与上层连接的静态开关。采集相关信息，包括各微源当前的工作状态，相应时间以及能够增发的功率，还有负载状况，微网运行状态等。

2.2.1微电源的控制方法
（1）、恒功率（PQ）控制
恒功率控制主要用于微电网的并网控制，实现分布式发电机向电网输入指定数值的有功和无功，在并网运行时，各微电源直接采用大电网的频率和电压作为参考来支持，微电网中的电压，频率，负荷波动是有大电网来承担的。
逆变器交流侧的参数均为时变交流量，不利于设计控制系统。因此通过坐标变换，将三相静止对称坐标系转换成以电网基波频率同步旋转的dq轴坐标系，三相静止对称坐标系中的基波正弦变量相应转化为dq轴坐标系中的直流变量，从而设计控制系统大大简化了。

图2恒定控制功率原理图
图中sin_cos信号是用锁相环从电网侧取得，为abc_dq的基准频率。
（2）、电压频率（V-f）控制
电压/频率（V/f）控制与传统电力系统的二次调频类似，即无差调节。V/f控制目标是
保证微电源输出的电压和频率为给定参考值，一般为并网时的电压和频率。逆变器的V/