微电网控制简介
微电网控制
微电网控制
微电网控制是指通过集中控制系统来管理和维护微电网系统的
运行和稳定性。
一般情况下，微电网控制系统主要包括以下几个方面：
1. 电能管理系统：负责监测和管理微电网内部的电力负载和电
力存储设备，确保微电网系统的电力供应和稳定性。
2. 储能系统控制：负责管理和控制微电网的储能设备，包括电池、超级电容器等，确保微电网储能系统的稳定性和运行效率。
3. 电力负载控制：负责监控和管理微电网内各类电力负载设备，加强电力负载与电力供应之间的匹配，确保微电网系统的稳定和安全。
4. 智能分配与控制：负责调整和优化微电网内各种电力设备的
使用，确保微电网系统的高效和优化。
微电网控制系统的主要目的是提高微电网系统的效率和稳定性，降低能耗和能源成本，同时也对于可再生能源的开发和利用具有重
要的意义。
智能微电网的调度与控制
智能微电网的调度与控制智能微电网是一种基于分布式能源资源和智能调度控制技术的现代化电力系统，它具有高效、可靠、环保等诸多优点。
随着社会经济的不断发展和环境问题的日益凸显，智能微电网作为一种新型的电力供应方式，正在逐渐受到人们的关注和重视。
一、智能微电网的基本概念智能微电网是指一种小规模的、近距离供电的电力系统，通常由多种分布式能源资源、能量存储设备和智能调度控制系统组成。
其主要特点包括资源多元化、供电可靠性高、环境友好等。
智能微电网的基本工作原理是利用先进的通信和控制技术，实现对电力系统中各种设备的统一调度和管理，以提高系统的运行效率和经济性。
同时，智能微电网还可以实现与主电网的互联互通，以实现电力资源的共享和优化利用。
二、智能微电网的调度与控制技术1. 电力系统的调度管理智能微电网的调度管理是指通过对各种设备的运行状态进行监测和控制，实现对电力系统的灵活调度和优化配置。
其中，智能微电网的调度管理主要包括负荷预测、发电计划、存储能量管理等内容。
在负荷预测方面，智能微电网可以通过对用户用电行为的数据分析和建模，实现对未来负荷的精确预测，从而为发电计划和设备运行提供参考依据。
而发电计划则是通过对各种发电设备的性能参数和运行条件进行分析和优化，确定最佳的发电方案，以满足用户需求和系统运行要求。
此外，存储能量管理是智能微电网调度管理的另一个重要方面。
通过合理地配置储能设备和优化其运行策略，可以实现对系统中电能的储存和释放，以提高系统的供电可靠性和经济性。
2. 智能控制技术的应用智能微电网的智能控制技术是实现对系统运行状态实时监测和控制的关键。
其中，智能微电网的智能控制技术主要包括数据采集、通信技术、控制算法等内容。
数据采集是智能微电网智能控制技术的第一步，通过对系统中各种设备的状态和性能参数进行实时采集和监测，可以为系统控制提供准确的数据支持。
通信技术则是实现各种设备之间的信息交互和协调，以实现对系统整体运行的统一调度。
智能微电网控制技术研究
智能微电网控制技术研究随着社会经济的不断发展和人民生活水平的提高，对电力的需求也越来越大。
传统的电网系统存在着一些问题，比如环境污染大、传输损失高、运行不稳定等。
为了解决这些问题，智能微电网技术应运而生，成为了未来电网发展的一个热门方向。
在微电网中，控制技术起着至关重要的作用，它可以有效地调控微电网的运行，提高电网的效率和稳定性。
本文将就智能微电网控制技术进行深入研究，并探讨其在电力系统中的应用前景。
一、智能微电网概述智能微电网是一种小型的、局部的电力系统，由分布式能源、储能设备和电力电子设备组成，具有相对独立的发电、配电和控制能力。
与传统的中央化电网相比，智能微电网具有更高的可靠性、更好的调节性和更高的能量利用率。
智能微电网还可以通过与主电网的互联互通，实现主网和微电网之间的互补和协同运行。
目前，全球各地正在积极推动智能微电网的建设，以满足日益增长的电力需求和提高电网的稳定性。
1. 分布式能源多样性智能微电网中包含了多种分布式能源，比如太阳能、风能、生物质能等。
这些分布式能源之间相互补充，可以根据不同的地理环境和资源条件进行灵活配置，提高了电力供应的可靠性和稳定性。
2. 电力电子设备的智能化智能微电网利用先进的电力电子设备，可以实现对能源的高效转换和物理隔离，确保了微电网的运行安全和稳定性。
3. 储能技术的广泛应用储能设备是智能微电网中的重要组成部分，通过储能技术可以对电力进行灵活储存和释放，保证了电力的持续供应和质量稳定。
4. 智能控制技术的集成智能微电网采用先进的智能控制技术，可以实现对微电网内部各种设备和系统的智能监测和调度，提高了微电网的运行效率和响应速度。
在智能微电网中，控制技术是实现微电网高效运行的核心。
目前，智能微电网控制技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 微电网电力管理系统微电网电力管理系统是智能微电网的大脑，负责对微电网内部各种能源设备和储能设备进行实时监测和调度。
通过对微电网内部的资源进行有效整合和调度，保证了微电网的供电质量和功率平衡。
微电网控制简介剖析
微电网提出的背景和意义
分布式发电
优势
满足负荷增长需求、提供可靠性高、经济学好、多样性供电 污染少、能源综合利用率高、安装地点灵活 与大电网互为备用 缺点 单机接入成本高、控制困难 分布式电源的不可控性、电网出现故障时，限制隔离来处置
微电网定义与特点
微电网（ Micro-Grid ）也译 为微网，是一种新型网络结构， 是一组微电源、负荷、储能系统 和控制装置构成的系统单元。微 电网是一个够实现自我控制、 保护和管理的自治系统，既可以 与外部电网并网运行，也可以孤 立运行。微电网是相对传统大电 网的一个概念，是指多个分布式 电源及其相关负载按照一定的拓 扑结构组成的网络，并通过静态 开关关联至常规电网。 开发和延 伸微电网能够充分促进分布式电 源与可再生能源的大规模接入， 实现对负荷多种能源形式的高可 靠供给，是实现主动式配电网的 一种有效方式，是传统电网向智 能电网过渡。
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。
（1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主 网的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应 是毫秒级的。
（ 2）保护协调器饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。当主 网故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。其某些情况下微 电网中 重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网 分离。当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。 （ 3）能量管理器能量管理器按电压和功率的预先整定值对系统进行调度，相应时 间为分钟级。
负荷频率二次控制理论
当微电网运行在孤岛运行时，微电 网内负荷不平衡，储存单元就类似于同步 发电机采用二次调节恢复电压和频率，二 次控制主要指 P/f 下垂特性的移动实现控 制。可采用如下两个方法：本地二次控制 通过每一个可控微电源的控制器来实现， 有 MGCC主导的集中二次控制。两种情况的 原动机的无功功率目标值都由频率偏差来 确定。
微电网对等控制原理的应用
微电网对等控制原理的应用1. 概述微电网（Microgrid）是一种分布式能源系统，由多种能源设备和负荷组成。
微电网对等控制原理是指通过实现能源设备之间的对等通信和协调控制，实现微电网内部的能量管理和优化调度。
本文将介绍微电网对等控制原理的应用，并解释其在能源管理领域的重要性。
2. 微电网对等控制原理的原理微电网对等控制原理基于分布式能源设备之间的对等通信和协调控制。
在微电网中，各种能源设备（如太阳能发电系统、风力发电系统、储能系统等）通过通信协议相互连接，形成一个能量互联网。
能源设备之间可以实现信息交换和能量交换，实现能源的共享和优化调度。
3. 微电网对等控制原理的应用案例3.1 多能源协调调度微电网对等控制原理可以实现多能源设备之间的协调调度。
通过对能源设备的运行状态和预测负荷进行实时监测，微电网可以根据能源供需情况进行智能调度。
例如，当太阳能发电系统发电量过剩时，可以将多余的能量转移到储能系统中进行储存；当负荷增加时，可以从储能系统中释放能量，满足负荷需求。
3.2 微电网内部能源管理微电网对等控制原理可以实现微电网内部能源的管理和优化。
通过对能源设备之间的通信和协调控制，微电网可以实现能源生产、储存和消费之间的平衡。
例如，当太阳能发电系统的发电量不足时，可以通过调度储能系统或传统电网的供电来满足负荷需求，保持微电网的稳定运行。
3.3 能源市场参与微电网对等控制原理可以使微电网成为能源市场的参与者。
通过对能源设备之间的通信和协调控制，微电网可以根据能源市场的需求和价格，灵活调整自身的能源生产和消费行为。
例如，当能源市场供能价格较高时，微电网可以选择向市场供能；当市场需求较高时，微电网可以选择从市场购买能源，以获取经济效益。
4. 微电网对等控制原理的优势微电网对等控制原理具有以下优势： - 灵活性：微电网对等控制原理可以灵活调整能源设备的运行状态和能量交换方式，以适应不同的负荷需求和能源供需情况。
微电网控制简介
对等控制
对等控制侧率，是基于电力电子技术中的“即插即用”和“对等”的控制思想，根据 外特性下降法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过相关的控制算法， 模拟传统电中的有功-频率曲线和无功-电压去向，事项电压和频率的自动调节，无需借助 于通信。
采用对等控制策略是，所有的DG地位“平等”，以预先设定的控制模式参与有功和无 功的调节吗，以位置系统电压和频率的稳定。当有DG因故障退出运行时，不会影响其他正 常运行的DG；当负荷增加是，可以直接加入新的采用下垂控制方法的发电机组，控制方式 和保护措施无需变化，这就是“即插即用”思想。
微电网控制的主要目标 • 调节微电网内的功率潮流，实现功率解耦控制 • 调节微电源出口电压，保证局部电压稳定 • 孤岛模式下，提供电压频率参考，实现微电源快速响应和功率负担 • 平滑自主实现与主网分离、并联或者二者过度
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。
（1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主 网的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应 是毫秒级的。
负荷频率二次控制理论
当微电网运行在孤岛运行时，微电 网内负荷不平衡，储存单元就类似于同步 发电机采用二次调节恢复电压和频率，二 次控制主要指P/f下垂特性的移动实现控 制。可采用如下两个方法：本地二次控制 通过每一个可控微电源的控制器来实现， 有MGCC主导的集中二次控制。两种情况的 原动机的无功功率目标值都由频率偏差来 确定。
主要内容
微电网提出的背景与意义 微电网的定义与特点 微电网的运行和控制 微电网的控制策略 微电网的控制方式
微电网提出的背景和意义
集中式发电
优势 实现大规模，远距离的电能传输 资源优化配置和电能的统一调度 利于电力市场的开放
第四章 微电网运行与控制技术
（2）对等控制策略。即基于电力电子的“即 插即用（Plug and Plug）”和“对等（Point to Point）”的控制。系统中各个分布式电源 是“平等”的关系，不存在从属关系。根据微 电网的控制目标，灵活的设定下垂系数，调节 受控微电源，保证整个微电网的电压稳定、频 率稳定以及电能的供需平衡，具有简单可靠的 优点。但是对等控制策略只考虑了一次调频， 而忽略了传统电网的二次调频问题，即没有考 虑微电网系统电压和频率的恢复问题，因此， 在微电网受到大扰动时，很难保证系统的频率 质量，不能保证负荷的正常运行。另外，此方 法是针对有电力电子技术的微电源的控制，没 有考虑传统发电机如微型燃气轮机与微电网之 间的协调控制。
（4）基于多代理技术的控制。该方法将传统 电网的多代理技术应用到微电网控制系统。该 控制策略综合了多种控制方式，能够随时插入 某种控制，实现了微电网的经济优化调度，保 证了微电网系统安全稳定运行。多代理技术具 有很好的自愈能力，响应能力强等特点可很好 的满足微电网的分散控制的需要。但目前多代 理技术在微电网中的应用还处于起步阶段，还 只是集中对微电网的系统频率、电压等进行控 制的层面，因此要使多代理技术在微电网的控 制中发挥更大的作用，还需要大量的研究工作。
如图4.4所示Droop控制有功-频率（P-f）和 无功-电压（Q-U）呈线性关系，当微电源输 出有功、无功增加时，运行点由A点移动到 B点，达到一个新的稳定运行状态，该控制
方法不需要各微源之间通信联系就可以实
施控制，所以一般采取对微电源接口逆变 器控制。
图4.4 频率、电压下垂特性
4.2 微电网的逆变器控制
4.2.2 微电网中逆变器的控制方法
微电源的控制是微电网控制的基础，而微 电网中大多数微电源通过三相电压型逆变 器（VSI）接入系统，所以对微电源的控制 就是对逆变器的控制。如图4.5，微电源逆 变器控制系统拓扑结构可分为内环控制器 和外环控制器，内环控制器动态响应快， 可以用来提高逆变器输出的电能质量，外 环控制器的动态响应速度较慢，用以体现 不同的控制目的，并产生内环所需的控制 信号。
微电网关键控制技术分析
微电网关键控制技术分析摘要：微电网是由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、负荷等汇集而成的小型发、输、配、用电系统,是一个具备自我控制和自我能量管理的独立系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
从微观看,微电网可以看作小型的电力系统；从宏观看,微电网可以认为是配电系统中的一个“虚拟”的电源或负荷。
某些情况下,微电网在满足用户电能需求的同时,还能满足用户热能的需求,此时的微电网实际上是一个能源网。
本文针对微电网关键控制技术进行了分析。
关键字：微电网；能量管理系统；运行控制；控制策略一、微电网概述1.1微电网的定义微电网又可称为微网，是近年来推出的一种新型网络结构，主要是由负荷、微电源、储能控制装置以及系统等共同组合而成的规模相对较小的分散独立系统。
微电网是一个能够实现自我保护、控制和管理的自治管理系统，不仅能够与外部电网联合运行，同时也能够独立运行。
微电网是一种与传统大电网相对的电网概念，主要是由多个分式电源及其相关负载，根据一定的拓扑结构共同组成的网络，并可借助静态开关与常规电网相互关联。
1.2微电网的组成微电网的组成主要包括：（1）储能装置；（2）微源或者微电源，可通过燃料电池、风电、生物质发电等分布式电源；（3）对单元以及调度体系进行监控；（4）离并网开关，对主网以及微电网进行分合；（5）负荷，包括能够进行中断的负荷以及不可进行中断的负荷。
二、微电网综合监控系统根据结构的差异可将微电网的监控系统划分为分布式和集中式两大类型。
其中分布式综合监控系统主要是借助多代理的模式，借助本地控制器来实现对相关设备的独立管理和决策。
而其约束条件、目标函数与集中式监控系统本身基本上无较大差异，但通常需要根据不同的元件特点构建起相应的代理模型，经过代理之间的协调以及通信协议来促使目标不断优化。
通过对这种监控系统模式的合理运用，可最大程度上实现对微电网中分布式电源智能化以及“即插即用”目标，可以说这是微电网综合监控系统一项非常重要的技术发展和理论研究方向。
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2020/3/31
联络线控制理论
联络线指主网和微电网之间的链接馈线（PCC）,联络线控制器负 责管理连接馈线的潮流和电压，协调微电网中个分布电源的出力，如 微电源、储能设备和可控负荷。从连接点来看微电网是一个可分离的 整体，即微电网是电网的好市民。联络线控制方法调节微电网内部的 潮流并与大电网进行功率交换，也能对PCC点提供电压支持，还能够 对主网与微电网交换的有功和无功功率进行控制，并允许微电网的孤 岛运行，更重要的是可用来补偿某些新能源，如风能和太阳能发电的
2020/3/31
微电网具有控制、协调、管理等功能，并由以下系统来实现。 （1）微电源控制器微电网主要靠微电源控制器来调节馈线潮流、母线电压级与主网
的解、并网运行。由于微电源的即拔即插功能，控制主要依赖于就地信号，且响应是 毫秒级的。
（2）保护协调器饱和协调器既适用于主网的故障，也适用于微电网的故障。当主网 故障时，保护协调器要将微电网中重要的负荷尽快地与主网隔离。其某些情况下微电 网中 重要负荷允许电压短时暂降，在采取一定的补偿措施后可使微电网不与主网分离。 当故障发生在微电网内，该保护应该在尽可能小的范围内将故障段隔离。
2020/3/31
负荷频率二次控制理论
当微电网运行在孤岛运行时，微电网 内负荷不平衡，储存单元就类似于同步发 电机采用二次调节恢复电压和频率，二次 控制主要指P/f下垂特性的移动实现控制。 可采用如下两个方法：本地二次控制通过 每一个可控微电源的控制器来实现，有 MGCC主导的集中二次控制。两种情况的 原动机的无功功率目标值都由频率偏差来 确定。
主要内容
•微电网提出的背景与意义 •微电网的定义与特点 •微电网的运行和控制 •微电网的控制策略 •微电网的控制方式
2020/3/31
微电网提出的背景和意义
集中式发电
优势 •实现大规模，远距离的电能传输 •资源优化配置和电能的统一调度 •利于电力市场的开放
弊端 •成本高，运行难度大 •不能灵活的跟踪负载的变化 •对于偏远地区的负荷不能理想供电 •难以满足供电可靠性、安全性、多样性需求 •不能满足节能和环保的要求
2020/3/31
对等控制
对等控制侧率，是基于电力电子技术中的“即插即用”和“对等”的控制思想，根据外 特性下降法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过相关的控制算法， 模拟传统电中的有功-频率曲线和无功-电压去向，事项电压和频率的自动调节，无需借助于 通信。
采用对等控制策略是，所有的DG地位“平等”，以预先设定的控制模式参与有功和无功 的调节吗，以位置系统电压和频率的稳定。当有DG因故障退出运行时，不会影响其他正常 运行的DG；当负荷增加是，可以直接加入新的采用下垂控制方法的发电机组，控制方式和 保护措施无需变化，这就是“即插即用”思想。
脱离运行，此时由自身的微电源和储能元件协调控制提供一段时间 电能以满足微电网内部需求和稳定。 微电网控制的主要目标 • 调节微电网内的功率潮流，实现功率解耦控制 • 调节微电源出口电压，保证局部电压稳定 • 孤岛模式下，提供电压频率参考，实现微电源快速响应和功率负担 • 平滑自主实现与主网分离、并联或者二者过度
（3）能量管理器能量管理器按电压和功率的预先整定值对系统进行调度，相应时间
。 为分钟级
2020/3/31
常用微电网的控制策略
01 主从控制
02 对等控制
03 04 负荷频率二次控制
联络线控制
2020/3/31
主从控制
主从站控制方式是指在微电网由于强制或计划与大电网脱离运行，工作在孤岛 状态时，一个微电源以主站的方式运行在VSI模式提供参考电压和频率，其他微 电源以从站的方式运行在PQ模式提供恒定出力。该控制方式简单、易实行，并且 对孤网运行时保证供电质量有较强的优势。但该方法也有较多的局限性： （1） 其要求选择一个电源作为主站,来负责孤网时的电压频率的稳定问题。 该主 站的选择有较大的限制性：其一，其必须具备较快的出力调节能力；其二， 其必 须具备足够大的出力。 （2） 该方法对保证孤网运行下的电能质量具有一定的作用，但其不能实现使微 电网运行在诸如电能质量、经济性、稳定性等多目标最优的状态，这与广义上的 协调控制是不符合的
。 间歇性
2020/3/31
微电网的控制方法
所有的控制方法都应当满足下列要求： 1、新的微电源的接入不对大系统造成威胁 2、能够自主的选择系统运行点 3、平滑与大电网联网或解耦 4、对有功、无功可以根据动态的要求进行独立的结构控制。
2020/3/31
微电网提出的背景和意义
分布式发电 优势
•满足负荷增长需求、提供可靠性高、经济学好、多样性供电 •污染少、能源综合利用率高、安装地点灵活 •与大电网互为备用
缺点 •单机接入成本高、控制困难 •分布式电源的不可控性、电网出现故障时，限制隔离来处置
2020/3/31
微电网定义与特点
微电网（Micro-Grid）也译为 微网，是一种新型网络结构， 是一组微电源、负荷、储能系 统和控制装置构成的系统单元 。微电网是一个能够实现自我 控制、保护和管理的自治系统 ，既可以与外部电网并网运行 ，也可以孤立运行。微电网是 相对传统大电网的一个概念， 是指多个分布式电源及其相关 负载按照一定的拓扑结构组成 的网络，并通过静态开关关联 至常规电网。 开发和延伸微电 网能够充分促进分布式电源与 可再生能源的大规模接入，实 现对负荷多种能源形式的高可 靠供给，是实现主动式配电网 的一种有效方式，是传统电网 向智能电网过渡。
微电网的特点： 并网针对公共连接点 以非集中的方式协调分布式电源，减轻
电网负担 提高大电网的黑启动速度
2020/3/31
微电网的运行和控制
微电网的由两种典型的运行模式--并网模式和孤岛模式 并网模式的定义：微电网运行正常状态时，微电网与常规电网联网
运行时向电网提供多余的电能或由电网补足自身发电的不足。 孤岛模式的定义：微电网运行在非正常状态时，微电网与常规电网