一種基于狀態(tài)轉換的微網協(xié)調控制策略研究.pdf

1、本論文受重慶市自然科學基金（CSTC2009BB6190）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術國家重點實驗室自主研究項目（2007DA10512709208）的資助。
　　微網是由分布式電源（DistributedGeneration,DG）、本地負荷和儲能裝置組成的獨立可控系統(tǒng)。微網中的DG按輸出功率調節(jié)特性可分為間歇性電源和連續(xù)性電源兩類，間歇性電源的輸出功率受天氣等自然條件的影響較大，出力具有明顯的波動性和間歇性，連續(xù)性電源具有相

2、對可靠的一次能源供給和連續(xù)的出力調節(jié)能力，為滿足本地用戶的不同用電需求和微網運行狀態(tài)的無縫平滑轉換，須在微網中配置適當的儲能裝置。當微網的網絡結構發(fā)生變化時，如何對微網中的DG、儲能裝置、本地負荷、開關進行有效的協(xié)調控制，以保證微網在不同運行狀態(tài)下都盡可能滿足本地用戶的要求，是微網安全穩(wěn)定和可靠運行的關鍵。因此研究多種能源混合微網的協(xié)調控制策略對于微網應用和研究具有重要意義。本文針對包含多種連續(xù)性和間歇性DG、敏感負荷以及儲能裝置的分層

3、控制結構的微網，提出了一種基于狀態(tài)轉換的協(xié)調控制策略。
　?、俑鶕⒕W中微源的功率調節(jié)特性將微源分為間歇性電源、連續(xù)性電源、儲能裝置，建立各類微源的仿真模型并研究了微源的動態(tài)響應特性。為保證可再生能源的最大利用率，間歇性電源采用最大功率跟蹤控制方式（MaximumPowerPointTracking,MPPT），不參與微網系統(tǒng)的有功功率調節(jié)。連續(xù)性電源是微網的主要能源形式，具有充足的一次能源和有功調節(jié)能力，但微型燃氣輪機和燃料電池

4、等連續(xù)性電源有功調節(jié)速度較慢，不能響應快速的負荷變化，須配合儲能裝置以保證微網在各種運行狀態(tài)的可靠供電。
　?、谘芯苛藘杉壏謱涌刂平Y構微網的中央控制器（MicroGridCentralController,MGCC）和本地控制器，其上層為MGCC利用所采集的負荷信息、DG和儲能裝置燃料情況、運行狀態(tài)以及外部電力市場信息，為連續(xù)性DG提供有功和無功出力設定值，以達到最優(yōu)功率分配目的，同時還實現微網運行狀態(tài)轉換；底層包括微源控制器（M

5、icrosourceController,MC）和負荷控制器（LoadController,LC）為執(zhí)行MGCC具體操作指令的本地控制單元。分析了微網中電力電子接口微源本地控制器的三種控制方式，包括恒功率控制（PQcontrol）、下垂控制（Droopcontrol）和恒壓恒頻控制（V/fcontrol）；闡述了中央控制器的結構和功能，研究了中央控制器的功率管理單元、同步并網單元和運行狀態(tài)管理單元。
　?、厶岢鲆环N基于狀態(tài)轉換的微

6、網協(xié)調控制策略。根據本地負荷的用電需求對微網可能出現的運行狀態(tài)進行簡化組合，得到微網中允許出現的有效運行狀態(tài)。通過將微網當前運行狀態(tài)和觸發(fā)事件作為中央控制器的輸入變量，各可控元件的控制方式作為輸出變量，制定微網運行狀態(tài)轉換方案。為保證敏感負荷的不間斷供電，同時考慮微網所有運行狀態(tài)下系統(tǒng)頻率無差調節(jié)和儲能裝置的容量限制，提出了本文定義運行狀態(tài)下各元件相應的控制方式和觸發(fā)事件。
　?、芾肞SCAD/EMTDC軟件仿真分析了典型狀態(tài)轉