除此之外,微电网也存在故障停运状态,各运行模式之间还存在着对应的过渡状态[3],具体运行状态转换见下图:
图1.2 微电网运行状态转换图
1.3 微电网的控制
微电网相对于大电网而言,虽然它具有很多优点,但这些优点的实现是建立在微电网正常运行情况下,而微电网能否正常工作,主要依靠其本身的控制性能,所以微电网要形成各种运行模式,并在这些模式间转换,使其对自身的控制提出相当高的要求。
1.3.1 微电网基于微电源个体的控制策略
针对输出直流电能的分布式电源而言,为了要实现正常的供电能力,首先需要将直流电能转换为交流电能,所以需要在电源出口处安装接口逆变器,为了方便实现控制,便将对微电源的控制转化为对接口逆变器的控制。针对不同类型的分布式电源和控制要求,通常有以下三种控制策略:
① 下垂(Droop)控制:主要应用于输出较稳定的分布式电源中,利用f-P以及V-Q之间的线性关系,一般情况下以频率的牺牲为代价来获得所需的微电源有功出力,调整电压来满足无功的需求。
② 恒频恒压(V/f)控制:主要用于微电网孤岛运行模式,保持微电网频率以及电压的稳定。
③ PQ控制:主要用于随机性大、对环境依赖程度高的分布式电源,比如风能、光伏等,可以保证其按负荷特性存在于微电网中,始终以最大功率输出电能。
1.3.2 微电网基于管理层面的控制策略
所谓基于管理层面的控制就是指微电网系统单独设立管理层,或配电网为其设立子系统管理层,由其全权负责整个微电网的运行,其中主要有各微电源可能要进行的控制策略转换、微电源之间的沟通交流、微电网与配电网通过公共接口的交流,这种策略有些地方需要配备高效可靠的通信机构,具体实现难度大[3],一般也有三种,如下所示:
① 即插即用(Plug and Play)控制:顾名思义,这种控制策略下的微电网安装在大电网的位置不需要仔细设计,只需要安装在需要它的地方即可,就像家用电器一样,但在其插拔的过程中,不能对现有部分造成影响。
② 主从(Master Slave)和对等(Peer to Peer)控制:这两种控制都是基于微电源在微电网中地位定义的。一般情况下,如果微电网中含有一个微电源,相对于其他微电源来说,它容量大,可靠性高,输出稳定,则其采用主控制,而为了承担起稳定电网频率与电压的责任,通常采用V/f控制,其他的微电源则处于从属地位,而且当电网运行过程中出现问题时,主控制微电源要保证电网的稳定运行。如果微电网中的微电源容量及其性能都差不多,这时可以考虑采用对等控制,这种控制策略下的微电源个体均采用相同的控制,在微电网中的地位相等,共同承担文持电网正常运行的责任,任一微电源退出运行不影响微电网的运行。
③ 分层控制:它利用中央管理器对整个微电网系统实现至上而下的控制,其对通信要求较高,基本上还处于理论阶段,实际运行难度较大。
1.4 微电网控制策略的研究现状
1.4.1 国内外工程研究现状
1.4.2 国内外学术研究现状
1.5 论文主要工作
根据任务书要求,在了解微电网基本概念,查阅相关文献的基础上,实际研究了以下内容:
(1)微电源建模。查阅了光伏微电源建模相关的资料,但因其复杂性,最后采用直流电压源来代替微电源。
(2)基于微电源个体的控制策略。主要研究了当下较为主流的三种控制,V/f控制、Droop控制和PQ控制,对它们分别建立了微电网模型,并得出在其控制下V、f或P、Q波形图,验证各种控制的可行性。 SIMULINK微电网控制策略研究+文献综述(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_23244.html