【摘要】微網是指由儲能裝置、分布式電源、能量轉換裝置、監控和保護裝置、先關負荷匯集而成的微型發配電系統，又被稱為微電網。它能實現自我保護、控制和管理，不僅能與外部的電網并網運行，也可以獨立運行，是智能電網不可或缺的部分。微網這一概念被提出來規范分布式發電，使其“友好地”接入電網，協調分布式發電與電網之間的矛盾。微網是解決分布式電源大規模接入電網的重要方法，也是發展智能電網的重要研究內容。 微網運行控制和微網及含微網電網的電能質量分析與控制是微網研究的關鍵技術，為微網應用于實際和大規模微網接入電網提供理論參考和技術支持。微網的興起對解決分布式電源并網的政策、市場和技術等方面的問題有非常重大的意義。為了發揮分布式發電技術在環境、經濟和能源中的優勢，微電網被很多國家納入了未來電網發展的進程。微網的電能質量問題不容忽視，本文對微網運行和電能質量控制進行簡單的分析和探討。

　　【關鍵詞】微網運行；電能質量控制；分析

　　0.引言

　　隨著技術的進步，過去的幾十年中，電網規模擴大，逐步發展成為集遠距離輸電和集中發電的超大型互聯網絡系統。但是不斷增大的遠距離輸電量使得外來電力對受端電網的影響越來越大，電網運行的安全性和穩定性不斷下降，并且難以滿足供電多樣化的需求。另外，常規能源枯竭、環境污染等問題日益突出，分布式電網以其高效、環保、靈活的特點備受青睞。可再生能源可有效緩解全球能源危機，提高能源可持續發展能力。分布式發電是可再生能源開發利用的有效途徑，它充分利用各種可用的分散存在的能源進行發電，有利于緩解集中發電設施建設的壓力，是大電網的有效補益。分布式發電優勢明顯，然而，由于分布式發電的隨機性和分散性，大規模接入會對電網的安全穩定運行帶來影響，當電網發生故障時，分布式發電必須與電網斷開，無法發揮分布式發電削峰填谷的作用。電能質量是指電力系統中電能的質量，完美對稱的正弦波是理想電網的表現。對稱正弦會受到一些因素的影響，從而產生電能質量問題，本文對微網運行產生的電能質量問題進行簡單的分析研究。

　　1.微網運行中的電能質量控制出現的問題

　　1.1微網的系統結構
　　微網的系統主要由光伏發電部分、電力系統動模實驗室中的發電組和風力發電部分構成。如下圖所示：

　　風力發電采用雙饋發電機、異步發電機和同步發電機這三種并網方式。首先，整流器對同步發電機發出的電能進行整流，再通過逆變器變成交流，最后通過隔離變壓器進取電網。雙饋發電機和異步發電機通過定子繞組直接并入電網。光伏發電則是先有光伏電池產生電能，再通過DC/DC變壓器升壓，最后經有源濾波器和逆變器并入電網。

　　微電網分為兩種形式，即聯網型微電網和獨立型微電網。聯網型微電網具有并網和獨立兩種運行模式。在并網工作模式下，它一般與中、低壓配電網并網運行，互為支撐，實現能量的雙向交換。在外部電網故障情況下，可轉為獨立運行模式，繼續為微電網內重要負荷供電，提高重要負荷的供電可靠性。通過采取先進的控制策略和控制手段，可保證微電網高電能質量供電，也可以實現兩種運行模式的無縫切換。

　　1.2微網電能質量問題

　　1.2.1諧波
　　配電網中的諧波問題是一般是由非線性負荷引起的，微網的諧波環境比較復雜，共分為三類：配電網及微網中的非線性負荷，儲能裝置和微電源電力電子接口。第一，微網在并網運行時，PCC會將配電網的電壓諧波滲透到微網中，諧波的含量雖然很小，但是很可能放大微網的諧波。第二，儲能裝置和微電源的電力電子接口變換器會產生諧波，微電網的的非線性負荷也會引起諧波，如治理不及時，有可能造成公共連接點的電壓波形畸變。

　　1.2.2閃變和電壓波動
　　傳統配電網中的閃變和電壓波動重要是由負荷的無功率波動引起的。微網中的閃變和電壓波動不僅受負荷的影響，微電源的輸出功率波動也是影響微網中善變和電壓波動的重要影響因素。負荷引起的電壓波動與電路短路容量成反比，與負荷的無功功率成正比。由于微網中的部分微電源是不可調度電源，受自然條件的影響比較明顯，因此可以將其視為負負荷，微電源造成的電壓波動與微網的短路容量成反比，與微電源的輸出功率的波動成正比。微網在獨立運行時，因其短路容量較小，電壓的波動會變得比較嚴重。微網在并網運行時，引起短路容量較大，電壓的波動可以被限制在比較小的范圍。

　　1.2.3三相電壓不平衡
　　負荷不對稱會引起配電網中三相電壓的不平衡，配電網的三相電壓不平和或者負荷不平衡則是微網中三相電壓不平衡的原因。在配電網三相電壓不平衡程度較輕，微網仍在并網運行的情況下，微網的正常運行會受到不良影響，導致三相電流不平衡，產生大量的零序和負序電流，最終會引起PCC出三相電壓不平衡。

　　1.2.4頻率波動
　　微網在獨立運行時，其頻率是由儲能裝置和微電源共同調節的，由于微電源大部分是電力電子接口，模仿傳統旋轉發電設備在靜態時的發電特性，采用下垂特性進行一次調頻，可調度的微電源和儲能裝置共同完成第二次調頻。微網在并網運行時，則由主電網進行調頻，以保證微網的頻率穩定，這種情況下，調頻方式與傳統配電網一致。

　　2.改善措施

　　2.1諧波的改善措施
　　SAPF的原理是先從補償對象檢測出無功電流和諧波電流等分量，再由補償裝置產生于檢測出的極性相反但是分量大小相等的補償電流分量，從而抵消無功電流和諧波電流等分量。SAPF原理的特點有：補償功能多樣化，補償特征不收電網阻抗的影響，動態響應快。

　　2.2閃變和電壓波動的改善措施
　　對于閃變和電壓的波動抑制措施要根據電網的實際狀況而定，主要的改善措施有以下幾種：第一，在電網的設計時應提高供電點的短路容量。第二，自備發電廠，通過大型同步電動機進行跟蹤補償。第三，將兩個以上的沖擊負荷在時間上錯開，或設立單獨的動態無功能補償器加以解決。

　　2.3三相電壓不平衡的改善措施
　　由于微網是三相四線制的電網，三相間的不平衡電流是無法避免的。由于用電的不規律性導致低壓供電系統三相電壓負荷長期不平衡，對于三相不平衡，電力部門要盡量合理分配負荷。在建設、設計微網特別是并網運行時要盡量注意均衡負荷，最大限度的平衡三相上的負荷電流。

　　2.4頻率波動的改善措施
　　由于微網在獨立運行時，頻率是由微電源和儲能裝置共同調節，為了控制微網頻率波，有關學者提出了一個虛擬慣性頻率控制的方法，即使微網電源既能有下垂特性，又有與同步發電機轉子相類似的慣性。發生擾動時，能支撐電網的頻率從而提高微網頻率的穩定性。

　　3.結語

　　微網技術的優點是有目共睹的，但是由于微電源的自身特性，微網的電能質量和微網運行的穩定性受其影響很大。目前研究微網的文獻主要探討的是分布式電源在接入配電網后對電能質量的影響。我國對微電網的研究起步較晚，在關鍵技術方面取得了一些成績，但與國外發達國家相比相差甚遠。在能源日益枯竭的今天，對微網的研究和利用勢在必行，國家出臺了微電網相關的政策，并在“十二五”期間建設了三十多個微網示范工程，微網在國內外的市場前景非常廣闊。未來，微電網將成為綜合能源系統，向結構多樣化、控制智能化、概念擴大化、功能復雜化等方向發展。