微电网运行与控制3
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。
微电网运行与控制概论——20140916
综合各种关于分布式电源的标准，DG具有四个基本特征。
特征一：直接向用户供电，潮流一般不穿 越上一级变压器。 特征二：装机规模小，一般为10MW及以下。 18个典型国家（组织）中，13个为10MW及 以下，3个为数十MW级，2个为100MW级。 特征三：通常接入中低压配电网，一般为10（35）kV及以下。18个典型国家 （组织）中，8个为10kV及以下，7个为35kV级，3个为110（66）kV级。 电网 电网
工厂企业
居民
时间轴/h
分布式电源并网运行方式
输电 网络
高压配网
G
G
G
G
以分布式电源（DG）为单元 优点：接入方便，运行简单 缺点： 系统故障退出运行 间歇性影响周边用户 能源综合优化困难 对电网运行调度提出了挑战 上述缺点将制约了DG的发展
110KV
中压配网
35/10KV
负荷 低压配网 0.4KV 负荷
用户应用层支持人机交互，支持展示微 电网运行状态与功能。 分析决策层分析网络状态分析、潮流计 算，进行经济性和可靠性评估。时间尺 度为小时（h）级 微网运行层实现对微网的电气控制，时 间尺度为分钟（min）级 物理层控制控制微电源和储能装置，时 间常数在毫秒（ms）级到秒（s）级
微电网分层(主从)控制框图
独立运行的PV系统组成
并网运行的PV系统组成
风力发电
调节发电机 转速适应风 速变化
感应式发电机
旁路开关
无法调节无 功，需增加 无功补偿
10 ... 24 kV, f = 50 Hz
齿轮箱
软并网控制器
运行控制器
brake
690V/10000V
交流异步发电机
微电网操作与控制
微电网操作与控制微电网（Microgrid）是指由多种不同的分布式能源资源、负荷和能量储存设备组成的小型电力系统。
它具有自主运行、互联互通和可控性强的特点，已成为解决能源转型和可持续发展的重要手段。
本文旨在探讨微电网的操作与控制策略，帮助读者更好地理解和应用微电网技术。
一、微电网概述微电网由分布式能源资源（如光伏发电、风力发电等）、负荷（如住宅、商业建筑等）和能量储存设备（如储能电池等）组成，形成一个相对独立的电网系统。
与传统的中央电网系统相比，微电网更加灵活和可靠，并且具备自主控制和管理的能力。
二、微电网的运行模式微电网的运行模式可以分为三种：独立运行模式、与主电网并网运行模式以及与主电网脱网运行模式。
1. 独立运行模式在独立运行模式下，微电网与主电网完全隔离，完全依靠分布式能源和能量储存设备供电。
这种模式适用于一些远离主电网的地区，比如岛屿、山区等。
2. 与主电网并网运行模式与主电网并网运行是微电网最常见的工作方式。
在这种模式下，微电网可以通过电网互联与主电网交换电能，在能源供应不足时从主电网购电，能源供应充足时则可以将多余的电能卖回主电网。
3. 与主电网脱网运行模式与主电网脱网运行是指微电网不再与主电网交换电能，完全依靠自身的分布式能源和能量储存设备运行。
这种模式适用于一些需要独立供电的环境，比如远离城市的无人岛屿、油气开采现场等。
三、微电网的操作与控制策略为了实现微电网的安全稳定运行，需要采取一系列的操作与控制策略，具体如下：1. 能源管理和优化策略能源管理和优化是微电网操作与控制的核心任务。
通过合理调度和分配分布式能源资源，最大限度地提高能源利用效率，并确保电网系统的稳定运行。
包括实时监测和管理能源供需平衡、优化能源调度策略、灵活控制充放电等。
2. 集中与分散控制策略微电网的控制可分为集中控制和分散控制两种方式。
集中控制指的是通过一个中心控制单元实现对整个微电网的控制和管理。
分散控制则是将控制功能分散到各个设备上，通过设备之间的通信和协调实现微电网的控制。
微电网运行模式与控制系统浅析
微电网运行模式与控制系统浅析作者：李朋来源：《华中电力》2013年第05期摘要：智能电网中微电网是一些微电源、负荷、储能装置和控制装置构成的系统。
对于大电网，它表现为一个单一可控制的单元，能实现对负荷多种能源形式的可靠供给。
微电源按是否可控可分为部分可控电源、不可控电源和全控电源。
这些电源多为小容量的分布式电源，具有低成本、低电压及低污染的特点。
本文首先介绍了微电网的结构特点，然后分析了微电网的运行模式以及控制策略。
结果表明，微电网若采取合理的控制策略，能够确保微电网在并网和孤岛运行模式下电压和频率的稳定。
关键词：微电网；运行模式；控制策略1 引言微电网的电源接在用户侧，且微电源多采用电力电子装置接入，其结构不同于传统电力系统，必需考虑微电网自身的特殊性。
通常，电能质量研究是微电网研究的基础和主要内容，在进行微电网电能质量分析之前，有必要研究其基本结构，并分析微电网的运行模式以及控制策略2 微电网结构和特点微电网一般与用户端的低压配电网相连，电压等级为380/220V，网络呈放射状，包含若干条馈线。
微电网中负荷可分为不可控和可控负荷、一般和重要负荷、敏感和非敏感负荷等。
在实际运行中，部分非敏感负荷可以看成是可控负荷，用于削峰和平滑负荷波形。
由于各馈线负荷重要程度不同，因此可以对系统实现分层控制。
微电网中的馈线主要供给重要负荷，提供电压和频率支撑，确保负荷能够抵御电压干扰；正常运行状态下，微电网工作在并网模式；配电网电压异常、出现故障或电能质量不符合要求时，静态开关断开，微电网运行模式转为孤岛运行直到故障恢复。
这两种模式能否平滑切换直接影响到微电网的电能质量，静态开关的控制也至关重要。
由上分析，可以看出微电网具有如下特点：（1）一般接入大电网的形式为单点接入，即配电网侧看进去微电网可作为可控的负荷或发电单元。
这种即插即用的形式，使微电网中各种分布式电源得到充分利用和相互补充，减少了分布式电源直接接入对大电网造成的影响，有益于电网的管理与运行；减少大型发电站的备用容量；降低由电网升级带来的投资成本，同时也使输电线路损耗降低；更好地维持负荷电压。
微电网运行与控制的建模与仿真
（３）分别以光伏电池和质子交换膜燃料电池为例对微电源的单相并网控制策略 和三相并网控制策略进行仿真分析，采用基于Ｂｏｏｓｔ变换器的两级式并网 发电系统，实现了光伏电池的最大功率跟随和单位功率因数并网，同时， 采用基于电网电压矢量定向的ＰＥＭＦＣ并网逆变系统实现了质子交换膜燃 料电池的单位功率因数并网。
（４）研究了用于微电源的ＰＱ、ｔＪ／ｆ和Ｄｒｏｏｐ控制策略，并设计了相应的算例验 证每一种控制策略的有效性。分别对以下几种运行特性进行了仿真分析： 微电网并网运行、孤岛运行以及两种运行模式的切换；孤岛运行模式下切／ 增负荷和孤岛模式下电源因故障退出运行，验证了所设计的控制策略能够 使微电网在不同运行工况下可靠运行。
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
喟泓７心 学位论文作者签名：
ｓｈｏｒｔａｇｅ ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ，ｍａｎｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ．Ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ＤＧｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｒａｎｄｏｍ，ＳＯ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａＳ ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｇｒｉｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｍｅａＳｕｒｅｍｅｎｔｓ ｔａｋｅｎ ｔｏ ＤＧｓ ｌｉｍｉｔ ｔｈｅｉｒ ｆｕｌｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ＤＧｓ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｇｒｉｄ ａｎｄ ｆｕｌｌｙ ｅｘｃｅｖａｔｅ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｂｙ ＤＧｓ ｔｏ ｕｓｅｒｓ ａｎｄ ｇｒｉｄ，ｐｅｏｐｌｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ “Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ＂．Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｉｓ ａ ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ＤＧｓ，ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｌｏａｄｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ．Ｉｔ ｒｕｎｓ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅａｂｌｅ，ｈａｖｉｎｇ ａ ｈｉｇｈ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｓｏ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｉｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ
微电网运行控制与保护技术
微电网运行控制与保护技术发布时间：2022-05-26T02:00:02.956Z 来源：《福光技术》2022年11期作者：董茂华[导读] 随着能源危机和环境污染等问题的加剧以及能源需求的增加，绿色发展理念深入人心，可再生能源整合进电网成为一种不可避免的趋势。
目前，将风能和太阳能以微电网(MG)的形式整合进电网受到了广泛关注。
国网四川阿坝州电力有限责任公司四川阿坝州 623200摘要：工业化浪潮掀起以来，传统能源被大量消耗，环境污染问题也在日益突出。
在这种整体环境下，新能源的开发和利用越发受到人们的关注，我国也在风能发电和太阳能发电等领域做出了积极探索，并取得了一定的成就。
不过需要注意的是，分布式发电的间歇性始终会对电网安全产生不利影响。
为了妥善解决这些问题，为新能源技术的应用提供设备支持，研究微电网的运行控制与保护就显得尤为重要。
关键词：微电网；运行控制；保护技术1微电网运行控制随着能源危机和环境污染等问题的加剧以及能源需求的增加，绿色发展理念深入人心，可再生能源整合进电网成为一种不可避免的趋势。
目前，将风能和太阳能以微电网(MG)的形式整合进电网受到了广泛关注。
MG不仅能够为当地用户提供不间断供电，而且可以为电力系统带来多重技术上益处，如降低网络损耗、提高电压质量，从而提高电力系统的经济性和安全性。
然而，与传统的发电模式不同，MG中分布式电源(DG)的出力具有不确定性，可能造成能源的浪费。
储能装置的应用能够在一定程度上平衡DG出力的随机性。
此外，大量运行条件和每个DG运行的差异为电网的安全和经济运行带来巨大挑战。
微电网的运行控制主要分为主从控制和对等控制。
主从控制一般用于孤岛运行状态，分为主要部分及从属部分。
主要部分一般由比较稳定可靠的大容量蓄电池来充当；从属部分的要求相对较低。
而在对等控制下，微电网内的电源具有同等的地位。
微电网系统内的电源根据其本身的特点来选择对应的工作方式，各电源彼此间不需要联络线通信，实现了“即插即用”。
第四章 微电网运行与控制技术
4.1 微电网自动控制结构与体系
4.1.1 微电网的经典结构与控制目标 1、经典微电网的基本结构 如图4.1所示，它由微电源、储能装置和电/热 负荷构成，并联在低压配电网中。微电源接入 负荷附近，很大的减少了线路损耗，增强了重 要负荷抵御来自主电网故障的影响的能力。微 电源具有“即插即用”的特性，通过电力电子 接口实现并网运行和孤岛运行方式下的控制、 测量和保护功能，这些功能有助于实现微电网 两种运行方式间的无缝切换。
P
Q
ref
u d id u q iq u d id
u d id u q iq u d id
（4-1）
ref
通过式（4-1）计算得到dq轴的电流值，把它 作为电流环参考值，与实际的电流值做差， 然后通过PI控制器。得到滤波电感参数后，设 置dq轴电压参考分量，通过Park反变换，得 到三相交流分量，通过PWM输出给逆变器。
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
在大电网发生故障或其电能质量不符合标准情 况时，微电网可以孤网运行，保证微电网自身 和大电网的正常运行，从而提高供电安全性和 可靠性。因此孤网运行时微电网最重要的能力， 而实现这一性能的关键技术是微电网与主电网 之间的电力电子接口处的控制环节—静态开关。 该静态开关可实现在接口处灵活控制的接受和 输送电能。从大电网的角度看，微电网相当于 负荷，是一个可控的整体单元。另一方面，对 用户来说，微电网是一个独立自治的电力系统， 它可以满足不同用户对电能质量和可靠性的要 求。
微电网中离网运行策略与控制方法
微电网中离网运行策略与控制方法随着电力需求的不断增长和可再生能源的快速发展，微电网作为一种新兴的能源系统呈现出巨大的潜力。
微电网能够提供电力供应的稳定性和可靠性，同时也能够实现对能源的更加高效的利用。
离网运行是微电网的一种重要运行方式，它提供了一种与主电网隔离的独立供电模式。
本文将探讨微电网中离网运行的策略与控制方法。
首先，离网运行的策略决定了微电网在不同情况下的运行模式。
微电网的离网运行可以分为主动离网和被动离网两种模式。
主动离网是指在主电网较为稳定时，微电网自主选择离网运行，以实现对能源的更加有效利用。
被动离网则是在主电网故障或断电时，微电网自动切换到离网运行模式，以保证电力供应的连续性。
离网运行的策略在设计时需要考虑到供电可靠性、经济性和环境友好性等多个方面的因素。
其次，离网运行的控制方法对于微电网的运行稳定性至关重要。
微电网的控制系统需要能够实时监测并调节各个子系统之间的能量平衡，确保电力的稳定供应。
在离网运行模式下，微电网需要通过控制电池储能系统和可再生能源发电系统之间的协调运行，以实现对电力负荷的平衡。
此外，还需要根据电力需求的变化，及时调整微电网的电源配置和运行策略，以提高供电效率和经济性。
另外，离网运行中的能量管理是微电网控制的关键环节。
能量管理在离网运行模式下主要包括能源的采集、存储和分配。
微电网通过使用太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源，实现对能源的自主采集。
同时，通过电池储能系统等设备，对能量进行有效存储。
在离网运行模式下，能量的分配也是一项重要的任务，需要根据电力需求和能源状况，合理调配能量的使用和储存方式。
此外，智能化技术的应用也对离网运行的控制方法产生了深远的影响。
智能化技术可以实现对微电网的实时监测、数据分析和智能控制。
通过使用物联网技术和人工智能算法，微电网的运行状态可以被精确地监测和分析，从而实现对离网运行策略和控制方法的优化。
智能化技术的应用不仅可以提高微电网的运行稳定性和可靠性，还可以降低运行成本和环境影响。
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3.1 微电网运行状态
• 离网状态 • 运行于孤岛模式时，微网必须能维持自己的电压和频率。
在传统电网中，频率能通过大型发电厂内拥有大惯性的发 电机来维持，电压通过调节无功功率来维持。在微网中， 由于采用大量电力电子设备作为接口，其系统惯性小或无 惯性、过载能力差、以及采用可再生能源发电的分布式电 源输出电能的间歇性和负载功率的多变性增加了微网频率 和电压控制的难度。而且配电网线路阻抗呈阻性，使电压 不仅与无功功率有关也与有功功率有关，控制电压需要通 过控制有功和无功功率两个方面来完成。
值，分布式电源运行在 B 点，输出的有功功率和无功功率分 为 Pref、Qref；
当系统的频率增加，且分布式电源的端口电压幅值增 大，此时分布式电源运行点将由 B点向 A 点移动，输出的有 功和无功依然为 Pref、Qref；
当系统的频率减小，且分布式电源的端口电压幅值减 小，分布式电源运行点将由 B 点向 C 点移动，输出的有功 和无功依然为 Pref、Qref；
当微网从孤岛模式重连到大电网，如何与电网同步是其 主要问题。目前，储能装置对缺少惯性的微网是维持其暂态 能量平衡的必要元件。
8/11/2020 8
第三章 微电网基本控制方法
3.1 微电网的运行状态 3.2 微电网控制方式
8/11/2020 9
3.2、微电网控制方式
（一）主从控制 1、以分布式电源作为主控制器 2、以中心控制器作为主控制器
能主包括：
1）根据市场电价、配电网络操作人员的要求及负荷预测并优化微网
中分布式电源的
发电量；
2）通过改变分布式电源有功功率和无功功率的输出设置点和切联负
荷实现二次频率调整。
8/11/2020 23
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
欧盟多微网项目三层控制方法 分布式电源和负荷的当地控制器（LC） 负责分布式电源的正常运行，而负荷控制器则按照中心控制器的指令 断开或重联负荷，需要具备自治控制能力
分层控制方案的软件采用多agent技术实现
8/11/2020 24
二、微电网控制方式
2.1 主从控制
以分布式电源作为主控制器 以中心控制器作为主控制器
2.2 对等控制
分层协调控制 自治协调控制
8/11/2020 25
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
定义： 每个分布式电源有相等的地位，没有一个单元像主控制
电压-无功下垂
有功-频率下垂
无功-电压下垂
8/11/2020 30
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制 下垂控制
频率-有功 电压-无功 控制实现
对于 f-P 和 V-Q 下垂控制，由于其输出为分布式电源参考有功和无功功率， 所以必须增加内环控制器才可能控制其接口逆变器。
8/11/2020 31
2.2 对等控制
8/11/2020 33
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
虚拟同步发电机控制 控制目标：逆变器接口模拟同步 发电机特性，提高分微电网 的系统惯性，从而提高微电网 的控制稳定性。
8/11/2020 34
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
虚拟同步发电机控制
虚拟同步发电控制思想
8/11/2020 35恒功 Nhomakorabea控制8/11/2020 15
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
• V/f 控制方法1
分布式电源不管系统负荷功率如何变化，其端口输出的电压和频率一直维持恒定 当负荷需求量小于发电量时，主单元吸收剩余电能； 负荷需求量大于发电量时，主单元则提供更多电能；
8/11/2020 16
3.2、微电网控制方式
8/11/2020 12
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
恒功率控制
控制目的是使分布式电源输出的有功功率和无功功率等于其参考功率。
有功功率控制器调整频率下垂特性曲线使分布式电源输出的有功功率始终维持在参考 值附近；无功功率控制器则调整电压下垂特性曲线使无功功率也维持在相应 的参考值附近。
8/11/2020 13
8/11/2020 11
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
• 以分布式电源作为主控制器
微网底层分布式电源的控制是一种主从控制结构。由于这种主从控制存在于分布 式电源层，所以其通信联系是强联系，一旦通信失败，微网将无法正常工作。 主单元分布式控制策略
联网运行时微网中所有分布式电源采用PQ控制，即微网不参与系统频率调节， 只输出指定的有功和无功功率； 在孤岛运行时主单元采用 V/f 控制维持系统的电压和频率恒定。
8/11/2020 3
3.1微电网运行状态
并网运行状态 离网运行状态 并网→离网状态 离网→并网状态 故障/检修状态 大电网直供负荷状态
正常状态 过渡状态
非正常状态
8/11/2020 4
3.1 微电网运行状态
8/11/2020 5
3.1 微电网运行状态
• 并网状态 运行于联网模式时，母线电压频率和负载由大电网支
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
欧盟多微网项目三层控制方法
中压配电网监控中心
配电网络操作人员（DNO）和市场管理人员（MO）可在此层完成相 应的调度管理。主要负责根据市场和调度要求来管理和调度系统中的 多个微网
中压配电网监控中MGCC）
微网中心控制器负责最大化微网价值的实现和优化微网操作，它的功
8/11/2020 20
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
日本微网展示项目分层控制
中心控制器首先对发电单元的发电量和负荷需求量进行预测，然后制定 相应实时运行计划，控制分布式电源、负荷和储能装置的起停，同时控 制微网内的电压和频率并为系统提供相关保护功能。
8/11/2020 21
单元或中心储能单元那样对微网有着特别重要的作用。同时 这种控制方法能让微网具有“即插即用”的功能。
“即插即用”：能量平衡的条件下，微网中的任何一个分 布式电源在接入或断开时，不需要改 变微网中其它单元的设置
要求分布式电源采用本地变量进行控制，不同分布式电 源之间没有通信联系。
离网运行时，DG采用相同的控制方法，母线电压幅值 和频率由所有分布式电源和当地负荷控制共同决定
8/11/2020 26
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
逆变器接口控制策略： 下垂控制 ① f-P,V-Q下垂控制 ② P-f,Q-V下垂控制 虚拟发电机控制
8/11/2020 27
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
下垂控制 它利用分布式电源输出有功功率和频率呈线性关系而无
功功率和电压幅值成线性关系的原理而进行控制。
3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
虚拟同步发电机控制
虚拟同步发电机控制策略
8/11/2020 36
3.2、微电网控制方式
下垂控制 （二） 对等控制
两种下垂控制对比
① 对于逆变器接口的分布式电源来说，它们不是传统的发电机，没 有转子运动方程，而微网在孤岛运行时必须控制系统的频率和电 压。如果采用 f-P 和 V-Q 下垂控制必须设计内环控制器，通过内 环控制器模拟转子运动方程来实现其控制，因此该控制方法依赖 于内环控制器的设计
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
• V/f 控制
V/f控制原理 分布式电源输出的有功功率从 P1变化到 P3，无功功率从 Q1 变化到 Q3，其输出的频率始终为 50Hz，电压幅值为额定值。
基本思想：输出电压的幅值和频率一直维持不变
8/11/2020 14
3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
撑。微网一般被要求控制为一个“好公民”或者“模范公 民”。
作为“好公民”时，微网在与配电网连接时需满足配 电网的接口要求，同时不参与主电网的操作。此时，微网应 能实现减少电能短缺、提高当地电压质量和不造成电能质量 的恶化等目标。
作为“模范公民”时，要求微网能为大电网提供一些 辅助操作，例如：参与大电网的电压和频率调节，参与维持 整个电网稳定运行，提高故障承受能力等等
④ P-f 和 Q-V 下垂控制方法时，多个分布式电源将同时参与系统的 频率调节
P-f 和Q-V下垂控制是目前微电源逆变器的主流控制方法
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3.3 微电网控制方式
主从控制策略和对等控制策略对比： 以一个分布式电源为主控制单元主从控制：底层分布式电
源之间需要强的通信联系，增加成本，降低可靠性，并且 由于采用这种控制方法，整个系统对主单元有很强的依赖 性，主控制单元控制失效和通信失败，整个微网就会瘫痪 以中心控制器为主控制单元的主从控制策略，由于其通信 联系不是强联系，中心控制器能起到管理微网的作用，随 着微网概念的发展，这种分层控制系统是一个很好的选择 对等控制：分布式电源之间不需要通信联系就能实现功率 共享，不同分布式电源之间地位相等，控制具有冗余性
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3.1 微电网运行状态
• 切换状态 微网运行在两种模式之间切换的暂态时，维持微网稳定
是其最主要的问题。 如果微网在联网运行时吸收或输出功率到电网，当微网
突然从联网模式切换到孤岛模式时，微网产生的电能和负荷 需求之间的不平衡将会导致系统不稳定，此时设计合理微网 结构和采用恰当的控制方法是非常重要的。
分布式电源输出有功和无功功率分别增加时，分布式电源的运行点由 A点向B点移动。该控制方法由于其具有不需要分布式电源之间通信 联系就能实施其控制的潜力
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3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
下垂控制