孤島運行模式下的低壓微電網控制策略

2018-02-26 10:56:06 分布式發電與微電網　點擊量：評論 (0)

并網運行模式下，微電網系統對微源的可靠性要求不高；孤島運行模式下，則需要依靠可靠的DG和儲能系統來保證微電網平穩運行。為此，本文以風...

2.3微電網源荷協調控制策略

微電網中的電源與負荷具有多樣性和分散性的特點，其空間分布廣泛，動態特性各異。但總體來看，各DG又具有一定的互補性。通過多源互補可彌補單一DG的隨機性與間歇性問題，從而增強微電網的自主調節能力，減少系統備用容量，有效提高可再生能源的利用率。

微電網不僅發電側的微源可控，用電側的負荷也可調節。微電網的源荷協調運行是將微電網用電側的可控負荷參與到微電網有功功率的調節中，實現用電側與發電側之間的協調運行，以應對微電網中DG的間歇性問題，達到微電網內資源的優化配置。

與自發的無序運行不同，微電網源荷協調運行具有有效的約束機制，以微電網系統優化可靠運行為總體目標并遵循微電網內部相關策略，實現微電網用電側與發電側的良性有序協調運行。

作為電力系統的需求方，負荷的動態特性對微電網的穩定性有著不可忽略的影響。對于微電網的供電可靠性，不同負荷因為優先級的不同對供電可靠性要求也有所不同。對于重要負荷，保證其不斷電；對于可控負荷，微源條件允許的情況下，保證其少斷電，即實現斷電時間最少和斷電次數最少。

微電網孤島運行時，控制策略的選用主要考慮在微電網持續穩定運行的情況下，如何保證重要負荷不斷電、可控負荷少斷電。微電網實施源荷平衡的過程主要包括：

①：通過測控裝置實時采集全微電網的電氣量，包括功率因數、電壓、電流以及頻率；

②：根據采集到的電氣量判斷微電網是否源荷平衡；

③：若網內源荷平衡，轉到①；若網內源荷失衡，計算失衡量，轉到④；

④：判斷儲能系統剩余電量是否低于最小剩余電量；

⑤：若儲能系統剩余電量大于最小剩余電量，轉到⑥，否則轉到⑨；

⑥：根據③中計算所得的源荷失衡量調節儲能系統出力；

⑦：根據采集到的電氣量判斷微電網是否源荷平衡；

⑧：若網內源荷平衡，轉到①；若網內源荷失衡，計算失衡量，轉到⑨；

⑨：根據計算所得的失衡量投切負荷；轉到②。

圖3孤島模式下低壓微電網源荷平衡流程圖

根據上述控制策略對孤島狀態下的低壓微電網的微源和負荷進行統一協調控制，不僅可以有效提高各微源的利用效率，還能提高微電網的供電可靠性，減小平均停電損失。

圖4風光儲微電網主接線示意圖

如圖4所示風光儲微電網，包含光伏50kW、風機10kW、鋰電池組50kW、重要負荷50kW、可控負荷60kW。當PCC開關斷開，微電網處于孤島狀態時，根據本文所述控制策略，以鋰電池組作為主微源，以V/f控制模式運行，為微電網提供電壓和頻率參考，其余DG為從微源，以PQ控制模式運行。

當光伏電源出力發生波動，由50kW突降為30kW時，MGCC根據監測到的電氣量計算功率失衡量，并將結果下發至儲能系統，若鋰電池組容量足以補充20kW的功率差額，則儲能系統增加20kW出力；若鋰電池組不具備增加出力的條件（SOC＜SOCmin）或增加的出力不足以補充功率差額，則由MGCC計算功率失衡量，統一調配鋰電池組出力并切斷部分可控負荷。