微電網系統控制方法和原理

微電網是由多種分布式電源、儲能、負載以及相關監控保護裝置構成的能夠實現自我控制和管理的區域自治型電力系統，現有研究和實踐表明，分布式電源以微電網形式接入配電網，是發揮分布式電源效能的最有效途徑。

近年來世界各國都加大了對分布式發電以及微電網技術的關注和發展力度，微電網技術正在快速發展，成果也在大力推廣應用過程中。

微電網結構圖

與傳統電力系統相比，微電網內分布式電源種類繁多、運行模式多樣、控制策略各異、可控程度不同，恰當有效的多源協調控制是實現系統穩定、可靠、高效運行的關鍵，也是解決優化配置、繼電保護等其它問題的前提。

微電網的種類非常多，具體結構也是多種多樣，但基本單元應包括分布式電源、負荷、儲能、控制中心。微電網對外是一個整體，通過一個公共連接點與電網連接，其內部是一個小型發、配、用電系統，如下圖所示。

分布式電源：以新能源為主的多種能源形式，如光伏發電、風力發電、燃料電池、燃氣輪機等。也可以是以熱電聯產或冷熱電聯產形式存在，就地向用戶提供熱能，提高分布式發電的利用效率和靈活性。

負荷：包含各種一般負荷和重要負荷或有特殊要求的負荷。

儲能裝置：采用各種儲能方式，含物理、化學、電磁儲能，用于新能源發電的能量存儲、負荷調節，如削峰填谷、微電網的“黑啟動”等。

控制裝置：由軟硬件裝置構成控制系統，實現分布式發電控制、儲能并離網切換控制、微電網實時監控、微電網保護、微電網能量管理等。

微電網系統控制方法和原理

微電網系統控制方法主要有集中式控制和分布式控制兩種。

集中式控制通過一臺中央控制器對微電網中的各個設備進行控制，實現全面監測和集中管理，保證微電網的穩定運行。中央控制器可以采用人工操作模式或者自動控制模式，根據需要進行手動或自動調節。

分布式控制則將微電網分為多個區域，每個區域內配備一個控制器來管理該區域內各個設備的運行，各個控制器之間通過通信協議來協調微電網的整體運行，提高微電網的可靠性和魯棒性。

此外，還有一些具體的控制方法，如恒功率法和恒壓恒頻法。恒功率法（PQ法）以雙環控制為基礎，內、外環依次為PI控制環、功率環，前者功能在于借助電流跟蹤確定參考電壓，并輸出調制信號；后者功能則主要體現在確?；鶞使β史矫?，適用于并網運行模式。恒壓恒頻法（V/F法）則在孤島運行模式中有著較好的控制效果。

在原理方面，微電網供電系統的工作原理可以歸納為以下四個步驟：

能源收集：采用分布式發電，通過多元化能源資源（如太陽能、風能、發電機等）對電源進行采集，輸入到儲能設備中。

能量儲存：為了平衡微電網工作時的能量輸入和輸出，以及在能源供應不穩定的情況下保持負載的風險，將電力儲存到電池等儲能設備中，以確保微電網系統的持續性和穩定性。

能量管理：通過微電網控制器進行可視化管理，對微電網系統的電源輸入和輸出進行有效協調和控制，以保障微電網系統優化輸入種類，最小化能源成本，并根據負荷需求的動態調整，確保系統的可靠性、彈性和安全性。

負載使用：通過微電網控制器控制相應通道輸出，輸送能源至負載設備并供電使用。負載中包括家庭或機構的用電設備和市電等，作為微電網的主要用電載荷。

同時，微電網還通過智能監控與控制系統實時監測能源供需情況和負載情況，并根據實際需求智能調控能源供應和能量轉換設備的工作狀態，以確保系統的正常運行和能量的高效利用。

審核編輯：黃飛