微电网孤岛运行下的频率控制研究.docx

微电网孤岛运行下的频率控制研究缪勇， 奚玲玲( 上海电气输配电集团技术中心，上海200042)摘要:频率控制是孤岛微电网稳定性控制的关键，其本质是功率的平衡和再分配。分析微电网不同分布式电源和负荷的频率特性，详细分析阐述了传统大电网与孤岛微电网频率控制的差异，并基于传统电网的三层调频方式提出了微电网孤岛运行下的频率分层控制方式，最后通过孤岛微电网下的频率调节试验系统来验证分析微电网主电源的频率调节特性。关键词:频率调节;微电网;孤岛微电网;电能质量中图分类号: TM761+．2 文献标志码: A 文章编号:2095-8188(2015)02-0049-07缪勇(1974—)，男，工程师，主要从事能源并网与微电网技术研究与产品开发。ＲesearchonFrequencyControlinIslandedMicroGridMIAOYong，XILingling(Shanghai Electric Power Transmission ＆ Distribution Group Technology Center，Shanghai200042，China)Abstract:Frequencycontrolisthekeytothestabilitycontrolofislandedmicrogrid．Essentially，itistheactivepowerbalancebetweensupplyanddemandandthepowerredistributionwithinthegrid．Thispaperanalyzedthefrequencycharacteristicsofdifferentdistributedgeneratorandload，andinvestigatedthedifferenceinfrequencycontrolbetweentraditionalpowergridsandislandedmicrogrid．Itfurtherpresentdanewhierarchicalfrequencycontrolapproachforislandedmicrogridbasedonthetraditionalpowergridfrequencyregulationmodes．Atlast，afrequencyregulationexperimentalsystemalsoprofoundlydiscussedinthepapertoverifythefrequencycharacteristicsofmainpowersupplyinmicrogrid．Keywords:frequencyregulation;microgrid;islandedmicrogrid;powerquality下垂控制［4-6］ 和基于虚拟同步发电机的控制方式［1］，而对不同分布式电源和微电网负荷特性，以及对不同结构的微电网频率变化特性未作深入研究。本文从微电网不同分布式电源和负荷的频率特性入手，分析微电网与大电网频率特性与调节方式的差异，研究将传统大电网的三次调频控制策略应用到微电网孤岛频率控制中，并基于微电网三层控制架构进行实施，最后通过孤岛微电网下的频率调节试验系统来验证分析微电网主电源的频率调节特性。0引言频率是电网电能质量考核的重要指标，也是电网稳定性的重要判断依据，在传统电网中发电机组绝大部分是同步机组，电网有功功率发和用的不平衡引起同步机转速发生变化，从而导致电网频率的变化。在微电网中，发电单元往往呈现多样性，既有旋转性发电机组，又有很多变流器并网单元，频率特性差异较大。当微电网并网运行时，其频率稳定依靠大电网的支撑，微电网内的各个分布式发电单元并不直接进行频率和电压控制［1-2］;当微电网运行在孤岛状态时，微电网内的主电源必须协调各分布式电源建立孤网电压，维持频率和电压稳定［3］。目前，对微电网频率控制研究比较多的是VF分布式电源频率特性分析微电网常见分布式电源可分为两大类，一类是旋转性发电机组电源，如柴油发电机组、三联供燃气轮机或内燃机等;一类是变流器接入类电源，1奚玲玲( 1982—) ，女，工程师，主要从事新能源发电控制系统与微电网技术研究与产品开发。— 49—电器与能效管理技术(2015No．2)·微电网·如光伏发电(逆变器并网)、储能(PCS并网)、变流器并网型风力发电机组等。两类电源的频率特性有着较大的差异。1．1旋转性发电机组电源的频率特性旋转性发电机组可分为同步机组和异步机组，常见的柴油发电机和燃机都为同步发电机组，异步发电机组在微电网中的应用不多见，在水电、风电、物理储能等中有应用。同步发电机组转子转速工作在同步状态，当外部有功负荷增大时，机组有功输出增大，反映到机组控制模型上电磁转矩增大，