新能源電網(wǎng)中微電源并網(wǎng)控制策略研究

張西魯 張海 謝允紅 韓建偉 魏春雪

摘 要：為了響應國家對于資源節(jié)約型環(huán)境友好型的社會建設，我國的電力網(wǎng)也在不斷進行改進，越來越多的微電源加入到了電網(wǎng)之中。但是隨著微電源的不堵啊加入，電網(wǎng)的運行存在了一定的問題，出現(xiàn)了峰值過大頻率不穩(wěn)等問題，這些問題會給企業(yè)的生產(chǎn)與人們的正常生活。本文將首先對于電網(wǎng)中的微電源進行介紹分析，然后結合自己的工作經(jīng)驗以及文獻研究情況提出了一定的控制策略。

關鍵詞：新能源電網(wǎng);微電源;微電源并網(wǎng);并網(wǎng)控制;策略研究

【中圖分類號】TM614 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）02-0169-01

電力作為我國的基礎性的設施，其穩(wěn)定性關系著我國工業(yè)和經(jīng)濟生活，在我國的社會發(fā)展中起到非常重要的作用。改革開放之后很長一段時間，我國的經(jīng)濟增長和能源的獲得與使用都是以環(huán)境作為代價的。為了解決資源使用和開采帶來的環(huán)境影響，各個國家開始開發(fā)清潔能源，微電源的開發(fā)與利用也應運而生，與傳統(tǒng)的電源相別，其具有安裝運行維護成本低、污染小等優(yōu)點還具有在電網(wǎng)運輸過程中損耗低的優(yōu)點。所以對于微電源的開發(fā)與研究已經(jīng)成為熱門話題，所以我國也應該抓緊對于微電源的研究，本文就將基于新能源電網(wǎng)的背景對微電源的并網(wǎng)控制進行研究，希望對于相關的研究人員有一定的借鑒意義。

1 微電源的特點

微電源就是指微電網(wǎng)中的逆變器、分布式電源與儲能裝置，可以分為兩類一類是傳統(tǒng)的惦記另一類就是與電源直接相連的逆變電源。逆變電源的電壓調(diào)整和控制方式都需要進行特殊處理，所以需要制定相應的并網(wǎng)控制策略，以保證真?zhèn)€電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

首先筆者將討論的就是光伏電池特性分析，光伏電池是依靠光線來制造電能的一種電池，這種電池是依據(jù)太陽光對電池板進行照射，然后由光照產(chǎn)生電流，形成電路通過負載電阻之后產(chǎn)生電壓。然后，就是對微型燃氣輪發(fā)電系統(tǒng)的的特性分析，其是新研究出的小型發(fā)電機，由回熱室、汽輪機、活塞等部分構成，燃料是汽油、機油等，具有使用壽命長、噪音小和污染排放小等優(yōu)點。[1]其次是蓄電池，它是一種工作電池，是根據(jù)內(nèi)部的氧化還原反應來進行電能的儲存和運輸?shù)?。微電網(wǎng)中蓄電池由直流或者直流變換器、蓄電池和輔助控制系統(tǒng)組成的。目前我國的分布式電源發(fā)電形式是很多的，模式也是十分多樣化的，所以對整體的微電源進行建模研究，可以很好對電網(wǎng)的有效規(guī)劃和控制做好準備和基礎性工作。

2 新能源電網(wǎng)中微電源控制策略

要想進行微電源的控制，首先就要保證電能的質(zhì)量因為微電源如果產(chǎn)生波動就會影響電網(wǎng)的正常運行，同理來說電網(wǎng)運行產(chǎn)生不懂也會對微電源造成一定的影響，所以說微電源在并網(wǎng)之后進行控制策略的制定是非常必要的。

2.1 控制標準

筆者通過對于資料的查詢發(fā)現(xiàn)控制標準一共需要從電壓、頻率和諧波與波形畸形的控制這三個方面。根據(jù)我國國家標準的要求，對電壓的不同的情況下的響應時間做了規(guī)定。分閘時間必須在零點一秒之內(nèi)，當電壓小于零點五額定電壓之時;當電壓在額定電壓的零點五至零點八五之間時，分閘時間不超過兩秒。[2]對于頻率的控制也是十分嚴格的，當頻率超過正常的頻率范圍之后，需要在零點二秒之內(nèi)完成切除操作。對于輸出波形的諧波失真度，國家標準規(guī)定不得超過百分之五，對于諧波類型的失真度也有很詳細的標準。這些標準的建立保證了微電網(wǎng)接入整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性，也保證了整個電網(wǎng)對于民眾用電的穩(wěn)定性，所以，在日常的工作中一定要嚴格按照標準進行控制。

2.2 主從控制策略

筆者采用的控制策略為將微電源燈效為恒定輸出的主控單元，利用V/f控制主控單元。[3]在實際的操作中常常采用大容量的儲能裝置或包含儲能系統(tǒng)的微電源做為主控單元來滿足電力系統(tǒng)的供需資源平衡，但是無論哪種電源的儲存量都不可能是無限大的。所以在采用這個方法的過程中需要預先對微電網(wǎng)運行的時間和負荷變動進行宏觀把控。當整個系統(tǒng)中存在不止一個微電源的情況下，可以采用多層控制的方法，由上而下進行控制，保持密切的聯(lián)系，對于短時間的通信失敗可以容忍，但是一定要保持微電網(wǎng)的正常運行，通信失敗的時間一定要按照規(guī)定進行限制，不能超過相關規(guī)定時間。

2.3 對等控制策略

對等控制策略就是將所有存在于微網(wǎng)中的所有電源的地位都是相等的，沒有主次之分，所有的電源都要按照國家標準進行頻率和電壓的控制，從而實現(xiàn)互聯(lián)控制，保證整個微電源入電網(wǎng)穩(wěn)定程度，也保證整個電網(wǎng)因為微電源的接入變得更加清潔。同時對于微電源的控制需要做到的一點就是要實現(xiàn)任何電源在接入和斷開的時候不會對其他的電源造成影響，也不會影響整個電源的穩(wěn)定性。采用這種策略，可以將各個電源獨立起來，控制更加的容易也方便可行。目前常用的控制方法一共有兩種：第一種通過測量系統(tǒng)的電壓膜值及頻率來判斷其是否正常運轉，這種方法需要對內(nèi)環(huán)和頻率控制器嚴格要求以達到降低對系統(tǒng)的沖擊;[4]第二種方法利用的是電源輸出功率獲得輸出的頻率和幅度的值，該方法能夠提供良好的電能質(zhì)量，保證大范圍波動不會帶來電網(wǎng)的解裂事故。這兩種方法都能提升微電源并網(wǎng)的控制程度，但是在使用的過程中也會存在一定的區(qū)別。

隨著我國對于資源節(jié)約和環(huán)境友好的要求額不斷提升，微電源也會不斷在電網(wǎng)中接入，這對微電網(wǎng)的運行可靠性和安全性提出了更高的要求。微電源通過電力電子借口接入電網(wǎng)之中，這種連接方式于傳統(tǒng)的發(fā)電機有著十分大的區(qū)別，同時與電網(wǎng)的連接方式也發(fā)生了巨大的改變。所以為了保證傳輸效率的可靠性需呀對微電源并網(wǎng)控制策略進行深入的研究，并且要進行科學合理的整體調(diào)控，保證在接入大量的微電源的情況下，保證能夠幫助國家進行能源的節(jié)約。以上就是筆者對于新能源電網(wǎng)中微電源并網(wǎng)控制的一些建議，希望對于相關的研究人員有一定的幫助，同時筆者也希望國家提升對于微電源的重視程度，提升人才培養(yǎng)，為我國的清潔能源事業(yè)培養(yǎng)更多的人才。

參考文獻

[1] 李令儀.微電網(wǎng)并網(wǎng)運行模式下的控制方法研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（14）：132-133.

[2] 何力.基于需求側響應的并網(wǎng)微電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度研究[D].上海電機學院，2019.

[3] 江小玲，胡經(jīng)偉.新型能源微電網(wǎng)的接入對電力系統(tǒng)的影響分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（25）：69-70.

[4] 馬喆.基于分布式電源的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略研究[D].蘭州理工大學，2018.