一種基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、本論文受重慶市自然科學(xué)基金（CSTC2009BB6190）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目（2007DA10512709208）的資助。
　　微網(wǎng)是由分布式電源（DistributedGeneration,DG）、本地負(fù)荷和儲能裝置組成的獨(dú)立可控系統(tǒng)。微網(wǎng)中的DG按輸出功率調(diào)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(dòng)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(diào)節(jié)能力，為滿足本地用戶的不同用電需求和微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的無縫平滑轉(zhuǎn)換，須在微網(wǎng)中配置適當(dāng)?shù)膬δ苎b置。當(dāng)微網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，如何對微網(wǎng)中的DG、儲能裝置、本地負(fù)荷、開關(guān)進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)控制，以保證微網(wǎng)在不同運(yùn)行狀態(tài)下都盡可能滿足本地用戶的要求，是微網(wǎng)安全穩(wěn)定和可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。因此研究多種能源混合微網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制策略對于微網(wǎng)應(yīng)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(fù)荷以及儲能裝置的分層

3、控制結(jié)構(gòu)的微網(wǎng)，提出了一種基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的協(xié)調(diào)控制策略。
　?、俑鶕?jù)微網(wǎng)中微源的功率調(diào)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(dòng)態(tài)響應(yīng)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(wǎng)系統(tǒng)的有功功率調(diào)節(jié)。連續(xù)性電源是微網(wǎng)的主要能源形式，具有充足的一次能源和有功調(diào)節(jié)能力，但微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池

4、等連續(xù)性電源有功調(diào)節(jié)速度較慢，不能響應(yīng)快速的負(fù)荷變化，須配合儲能裝置以保證微網(wǎng)在各種運(yùn)行狀態(tài)的可靠供電。
　?、谘芯苛藘杉壏謱涌刂平Y(jié)構(gòu)微網(wǎng)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(fù)荷信息、DG和儲能裝置燃料情況、運(yùn)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(shè)定值，以達(dá)到最優(yōu)功率分配目的，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；底層包括微源控制器（M

5、icrosourceController,MC）和負(fù)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(wǎng)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(jié)構(gòu)和功能，研究了中央控制器的功率管理單元、同步并網(wǎng)單元和運(yùn)行狀態(tài)管理單元。
　?、厶岢鲆环N基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的微

6、網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略。根據(jù)本地負(fù)荷的用電需求對微網(wǎng)可能出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行簡化組合，得到微網(wǎng)中允許出現(xiàn)的有效運(yùn)行狀態(tài)。通過將微網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)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(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換方案。為保證敏感負(fù)荷的不間斷供電，同時(shí)考慮微網(wǎng)所有運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)頻率無差調(diào)節(jié)和儲能裝置的容量限制，提出了本文定義運(yùn)行狀態(tài)下各元件相應(yīng)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(zhuǎn)