孤島運(yùn)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(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

并網(wǎng)運(yùn)行模式下，微電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)微源的可靠性要求不高；孤島運(yùn)行模式下，則需要依靠可靠的DG和儲(chǔ)能系統(tǒng)來保證微電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。為此，本文以風(fēng)

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(fù)荷具有多樣性和分散性的特點(diǎn)，其空間分布廣泛，動(dòng)態(tài)特性各異。但總體來看，各DG又具有一定的互補(bǔ)性。通過多源互補(bǔ)可彌補(bǔ)單一DG的隨機(jī)性與間歇性問題，從而增強(qiáng)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(fù)荷也可調(diào)節(jié)。微電網(wǎng)的源荷協(xié)調(diào)運(yùn)行是將微電網(wǎng)用電側(cè)的可控負(fù)荷參與到微電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)用電側(cè)與發(fā)電側(cè)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，以應(yīng)對(duì)微電網(wǎng)中DG的間歇性問題，達(dá)到微電網(wǎng)內(nèi)資源的優(yōu)化配置。

與自發(fā)的無(wú)序運(yùn)行不同，微電網(wǎng)源荷協(xié)調(diào)運(yùn)行具有有效的約束機(jī)制，以微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化可靠運(yùn)行為總體目標(biāo)并遵循微電網(wǎng)內(nèi)部相關(guān)策略，實(shí)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(yùn)行。

作為電力系統(tǒng)的需求方，負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性對(duì)微電網(wǎng)的穩(wěn)定性有著不可忽略的影響。對(duì)于微電網(wǎng)的供電可靠性，不同負(fù)荷因?yàn)閮?yōu)先級(jí)的不同對(duì)供電可靠性要求也有所不同。對(duì)于重要負(fù)荷，保證其不斷電；對(duì)于可控負(fù)荷，微源條件允許的情況下，保證其少斷電，即實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)間最少和斷電次數(shù)最少。

微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，控制策略的選用主要考慮在微電網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，如何保證重要負(fù)荷不斷電、可控負(fù)荷少斷電。微電網(wǎng)實(shí)施源荷平衡的過程主要包括：

①：通過測(cè)控裝置實(shí)時(shí)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(jì)算失衡量，轉(zhuǎn)到④；

④：判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)剩余電量是否低于最小剩余電量；

⑤：若儲(chǔ)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(jì)算所得的源荷失衡量調(diào)節(jié)儲(chǔ)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(jì)算失衡量，轉(zhuǎn)到⑨；

⑨：根據(jù)計(jì)算所得的失衡量投切負(fù)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(duì)孤島狀態(tài)下的低壓微電網(wǎng)的微源和負(fù)荷進(jìn)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(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)主接線示意圖

如圖4所示風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)，包含光伏50kW、風(fēng)機(jī)10kW、鋰電池組50kW、重要負(fù)荷50kW、可控負(fù)荷60kW。當(dāng)PCC開關(guān)斷開，微電網(wǎng)處于孤島狀態(tài)時(shí)，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(yùn)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(yùn)行。

當(dāng)光伏電源出力發(fā)生波動(dòng)，由50kW突降為30kW時(shí)，MGCC根據(jù)監(jiān)測(cè)到的電氣量計(jì)算功率失衡量，并將結(jié)果下發(fā)至儲(chǔ)能系統(tǒng)，若鋰電池組容量足以補(bǔ)充20kW的功率差額，則儲(chǔ)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(bǔ)充功率差額，則由MGCC計(jì)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(fù)荷。

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