浅谈微电网的相关问题和技术

工作。反过来，当微电网电能不充足时放出储存的能量。微电网的负荷是有等级的，正如大电网一般，若遇到特殊情况，可自行切断一般负荷，从而保障重要负荷的供电正常。微电网中最重要的部分就是控制系统，它是协调微电网整个运行过程的关键所在。

1.3 微电网的运作特点

和传统大电网有所不同，微电网是属于一种低压系统，它遵循着低压系统的功率运作特点。这种特点主要分为两个方面：一方面，任何一种微电源，其输出特性基本都不一样；另一方面，由于微电网是一种低压系统，所以其传输线损耗相当大，这点不容忽视。微电源是应用再生资源发电的，因此微电网运行很大部受自然条件影响，功率输出极不稳定，考虑到这些情况，微电网运行时，微电源输出需要调至最大功率。

2 微电网相关问题

2.1 电压问题

一般配电系统中，辐射性潮流是电压调节的基本原理。把DG一接入，就促成了网络格式化的功率潮流，这会致使常规电压的调节受到影响，故此，系统的电压会出现问题。一方面是高电压，在DG接入馈线后，负载电流会被进入系统的功率所抵消，诱发系统电压下降减少，当负荷在减少时，DG接入地方的电压容易出现波峰情况。另一方面是低电压，当DG的接入点位于电压调节器的偏下端地方时，由于调节器负载中的关键部分是DG的输出电压，所以，多半会导致电压调节器在输出时，出现电压快速降低。因此，若系统无法得到DG输入充分的无功功率，调节器偏下游的部分将处在低电压的水平。

2.2 频率问题

在传统的电力系统当中，因由惯量存在于系统之中，为满足负荷在其变动时，初始功率得以平衡，可实施轻微变换频率的方式，然后让功率调节器把系统频率逐渐调整到额定值。电力电子中接口的DG是属于小惯量的电源系统，其不能快速响应负荷阶越变化的原因在于，此类原动机不仅响应速度过慢，且电力电子器件的本身并没有能量储存。当主电网连上微电网时，主电网还可以平衡负荷变化，但当微电网进行孤岛运行时，就容易出现响应速度过慢和电压波动过多。

2.3 谐波问题

当DG要进行并网时，因为会过多量使用电力电子类的器件，所以难以避免会给系统造成巨大量的谐波。发电的方式还有转换器的工作模式这两项，是会直接影响谐波的阶次及幅度，进而影响电压的波形还有电压的相对稳定性。

2.4 电压闪变问题

当大型DG在启动的时候，输出的短暂性剧变情形，以及与系统中电压各种反馈控制设备的互相作用，都极易对微电网和配电网造成强烈的冲击，致使电压闪变。电压闪变虽由波动而起，但不同于一般的波动，其更具不稳定的特性。

3 微电网的技术措施

3.1 并网运行模式的控制措施

并网的时候，大电网经由PCC与微电网实施连接，微电网依据具体负荷的情况同大电网进行功率交换。大电网将完成频率的调整任务，但也需要控制局部的电压，让各个电源间不会存在大量无功电流在流动，从而使电压产生的无功偏移情况和振荡情况能尽量少的作用于DG高渗透性的系统。在运行并网模式的情况下，DG单元提供相关辅助的服务，其使用的是局部电压支撑的方式。至于电力电子接口的DG，类似于有功频率下垂型控制器，采用的是电压无功下垂型控制器，充分运用DG的本地信息，计算局部的无功需求。

3.2 孤岛运行模式的控制措施

所谓孤岛运行，就是微电网在主网发生故障或电能质量出现问题以至于不能满足使用需求时，自行与主网断开，形成独立运行。孤岛运行模式由DG供电于微电网内的负荷，一般可分为计划型孤岛运行和无计划型孤岛运行两种模式。微电网中，孤岛运行模式的启用，为系统提供更有效且更高的可靠性，并让供电可不间断。微电网孤岛运行系统的控制主要分为以下几类。

微电网的系统中，单主控制方法和多主控制的方法。使用单个或多个DG的VSIV来提供参考的电压和频率。在孤岛运行的情况下，微电网所控制的各个参考单元的实际功率实现电力供需平衡，并且电压与频率的质量得到高效保障。此外，当微电网再一次进行并网时，其系统的电压还有频率可以维持在孤岛运行之前的标准，采用锁相环节方式的控制方法，保证微电网的频率电压与主网能够相同，从而减少暂态过程的波动，有效完成平顺、柔滑并网的目的。值得注意的是，运用单主控制法实施孤岛运行模式时，DG是否可以正常运行，决定着微电网能否具有较强稳定性，而多主控制法就基本不存在会有这个问题。另外一点，因为单主控制法和多主控制法都会对提供参考电压、频率的DG旋转备用容量有较高的要求，所以孤岛运行应该可以承受并网时，主网所提供的所有功率。

在微电网的系统当中的对等式控制方法。选择和传统的发电机所类似的DC系统作为DG的控制方法，就是下垂控制，其运用频率有功的下垂曲线让各个机组来承担电网系统当中不平衡的一些功率的动态。此行省去了机组之间通信的协调，实现了DG随时插上就能使用以及对等控制的目的，因而使孤岛运行下微电网内部电力供需的平衡与频率能够统一得到保证，方法简单可靠，不过，此法对系统电压和频率的恢复的问题缺乏考虑。所以，如果微电网受到了严重干扰或致命破坏时，系统将难以确保频率的质量，且由于并网时，微电网未同步到主网，会导致其对主网的电压、频率出现较重的冲击。此外，这种控制法针对的是电力电子接口类的微电源系统，很少顾及到传统的发电机与逆变的微电源之间的协调控制。设置具逆变器式DG的有功参考和无功参考值进行分别调试微电网的电压及频率，能够完成并联运行下逆变DG的联合，故而调试好微电网的电压和频率。最后，改进交叉下垂，运用同步机将DG接入，使其与逆变器式DG共摊负荷，这种办法有效弥补之前控制方式会局限于逆变器式DG的不足。

在微电网中，多代理技术的控制方法。此种方法就是让微电网的控制系统借鉴传统电力系统，运用多代理的技术。在多代理这种控制技术中，具有高效的自发性和自治性，再加上较强的响应能力，这些都恰好可以满足微电网系统所需要的分散控制法，构建了一个可以融入各式控制系统，且不需要管理者时常参与管理的系统。不过，由于当前多代理技术作用于微电网中的地方还比较匮乏，需做更多研究，使其发挥出更大的作用。

3.3 微电网的保护

具有储能设备装置与多个分布式电源的结合接入，将配电系统中故障的特征完全改变。微电网在实施并网或孤岛运行两种的不同运行模式下，短路电流的大小会有很大不同，其中的差异非常大。因此，需要在孤岛运行或并网情况下，都能对微电网的内部故障做出及时的反应，且要快速感知到大电网所出现的问题，必须严格确保其可靠、准确、灵敏等等的关键特性。以上这些都是属于保护好微电网的重要核心所在。

3.4 其他控制策略

其他还有一些策略，基本都是建立在以上这些方式方法之上，以进行的拓展，对应每一个不同策略的缺陷加以改进，或是结合两个或多个策略方法的优点，构建新的综合性的控制策略。例如，运用下垂控制法与倒下垂进行结合，实施综合控制的方法策略，在没有通信线路这种特殊情况之下，完成了微电网的并网操作，并从大电网中解列，进行无缝切换，最终实现微电网系统实施过程中稳定性与可靠性的提升。

4 结语

现如今，电网发展已到需要突破的阶段，微电网的技术革新十分重要。由于微电网系统中存在着一些弊端，如电压问题、频率问题、谐波问题等，因此，要结合微电网系统的各种技术特性，采取相应合理的措施，对其进行完善。而想要解决这些问题，光是文章中几个相关控制技术的策略并不够，且每个单独的方式都有一定的缺陷。只有在已有基础上，创新、成熟并完善各项技术，才能使微电网在外面日常生活中发挥其最大价值。

参考文献：

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[3]隋文正.浅谈微电网[J].中国工程咨询，2013（6）：28-30.

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作者简介：陈红（1992—），女，汉族，天津人，本科，就职于：中国农业大学，研究方向：电气工程及其自动化专业。

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