孤島運行模式下的低壓微電網(wǎng)控制策略

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

并網(wǎng)運行模式下，微電網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)來保證微電網(wǎng)平穩(wěn)運行。為此，本文以風...

2.3微電網(wǎng)源荷協(xié)調(diào)控制策略

微電網(wǎng)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(tài)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(wǎng)的自主調(diào)節(jié)能力，減少系統(tǒng)備用容量，有效提高可再生能源的利用率。

微電網(wǎng)不僅發(fā)電側(cè)的微源可控，用電側(cè)的負荷也可調(diào)節(jié)。微電網(wǎng)的源荷協(xié)調(diào)運行是將微電網(wǎng)用電側(cè)的可控負荷參與到微電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)中，實現(xiàn)用電側(cè)與發(fā)電側(cè)之間的協(xié)調(diào)運行，以應對微電網(wǎng)中DG的間歇性問題，達到微電網(wǎng)內(nèi)資源的優(yōu)化配置。

與自發(fā)的無序運行不同，微電網(wǎng)源荷協(xié)調(diào)運行具有有效的約束機制，以微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化可靠運行為總體目標并遵循微電網(wǎng)內(nèi)部相關(guān)策略，實現(xiàn)微電網(wǎng)用電側(cè)與發(fā)電側(cè)的良性有序協(xié)調(diào)運行。

作為電力系統(tǒng)的需求方，負荷的動態(tài)特性對微電網(wǎng)的穩(wěn)定性有著不可忽略的影響。對于微電網(wǎng)的供電可靠性，不同負荷因為優(yōu)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(xiàn)斷電時間最少和斷電次數(shù)最少。

微電網(wǎng)孤島運行時，控制策略的選用主要考慮在微電網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)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(wǎng)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(wǎng)的電氣量，包括功率因數(shù)、電壓、電流以及頻率；

②：根據(jù)采集到的電氣量判斷微電網(wǎng)是否源荷平衡；

③：若網(wǎng)內(nèi)源荷平衡，轉(zhuǎn)到①；若網(wǎng)內(nèi)源荷失衡，計算失衡量，轉(zhuǎn)到④；

④：判斷儲能系統(tǒng)剩余電量是否低于最小剩余電量；

⑤：若儲能系統(tǒng)剩余電量大于最小剩余電量，轉(zhuǎn)到⑥，否則轉(zhuǎn)到⑨；

⑥：根據(jù)③中計算所得的源荷失衡量調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)出力；

⑦：根據(jù)采集到的電氣量判斷微電網(wǎng)是否源荷平衡；

⑧：若網(wǎng)內(nèi)源荷平衡，轉(zhuǎn)到①；若網(wǎng)內(nèi)源荷失衡，計算失衡量，轉(zhuǎn)到⑨；

⑨：根據(jù)計算所得的失衡量投切負荷；轉(zhuǎn)到②。

圖3孤島模式下低壓微電網(wǎng)源荷平衡流程圖

根據(jù)上述控制策略對孤島狀態(tài)下的低壓微電網(wǎng)的微源和負荷進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)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(wǎng)的供電可靠性，減小平均停電損失。

圖4風光儲微電網(wǎng)主接線示意圖

如圖4所示風光儲微電網(wǎng)，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(guān)斷開，微電網(wǎng)處于孤島狀態(tài)時，根據(jù)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(wǎng)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(fā)生波動，由50kW突降為30kW時，MGCC根據(jù)監(jiān)測到的電氣量計算功率失衡量，并將結(jié)果下發(fā)至儲能系統(tǒng)，若鋰電池組容量足以補充20kW的功率差額，則儲能系統(tǒng)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(tǒng)一調(diào)配鋰電池組出力并切斷部分可控負荷。