探讨微电网并网运行时的电压稳定控制措施

探讨微电网并网运行时的电压稳定控制措施

何宝华1苏事成2

（霍林河循环经济电力监控指挥中心内蒙古霍林郭勒市029200）

摘要：随着科技的不断进步，现如今我们的生活与以前相比，有了翻天覆地的变化，生活质量越来越高了，但是美好的生活是以各种不可生能源逐渐枯竭为代价的。为了能够解决目前的能源危机，我们需要找到不可再生能源的替代品。随着研究者的不断科学实践，太阳能和风能成为了最佳替代品，它们能代替煤炭等能源为人类生产生活服务，而且不会像煤炭一样污染环境，这样的替代能源引起了社会各界人士的关注。在电网运行这一块，科研人员对微电网的研究发展非常重视，微电网并网运行能够有效控制电压，确保其保持稳定。

关键词：微电网；并网运行；控制电压

微电网存在并网、独立、并网与独立相互转化三种运行模式，两种网络存在较大差异，给微电网电压调节增加了困难。并网运行时，微电网内部潮流呈现双向流动的特点，微电网据负荷状况，在双向流动中承担压配或补偿角色，其内部电压也会发生相应的改变。微电网并网、独立运行相互转化过程非常关键，在转化的一瞬间，微电网无法获得补偿功率，加之规模、容量较小，易产生电压不稳定。微电网一般采用电子切口，后者具有调节电压的功能，微电网自身补偿装置可弥补切断外网所带来的缺失，维持电压恒定。当微电网独立运行时，若负荷过载超出其自身调节能力，也可能产生电压不稳。微电网自身调节能力受储能原件容量与性能等因素影响，其调节能力存在固有缺陷，当内部负荷过大时，可出现电压变化，甚至电压崩溃，若无功负荷变化也可能出现电压波动。

一、微电网电压稳定性分析

公共连接点作为微电网与电网的连接桥梁，帮助二者进行电力交流。在微电网并网运行时，对于国家电力网来说，微电网可以当做一个电力输出源头也可以当做一个负荷点。微电网为前者时，它能够向国家电力网输出功率，如果出现没有功率或者是功率过多的情况，微电网就会比国家电力网的电压大。若是将微电网当做后者来看待，就会反过来，大电网变为提供方，微电网变为接收方，如果此时出现微电网功率不足的情况，微电网的电压就会稍作调整，降低电压。

微电网有两种运行模式（并网运行模式和孤岛运行模式），在微电网运行时需要两种模式平滑互换。但是在这个切换过程当中，由于微电网自身特点（微电网规模小，储存量小）的限制，再加上外界因素（外部不能提供无功功率补偿）的影响，微电网所使用的接口装置又不能根据需要适当调整电压，所以电压会经常不稳定，难以控制。

二、PCC功率约束情况下的电压控制措施

1.PCC功率约束情况下的电压控制的原理和流程。分配电力网络的电压没有明显波动时，调度曲线的交换功率可以调控微电网汇集、分配、输送电力的母线电压。并且它还可以监测公共连接点的功率，根据监测结果选择电压的大小，实现有效的控制。

2.小扰动时电压的控制和仿真。微电网中小扰动很是常见，其中最为突出的就是由于自然因素风的波动引起的风力发电机不稳定。如果没有控制系统，风力发电机就会影响到微电网的工作。当采用电压控制后，小扰动就会被解决掉，微电网的运行也不会再受到影响。

三、无功率约束时电压的控制

Micro-Grid的公用联络点没有功率限制的时候，从Micro-Grid的经济效益角度分析，可以采用具有可再生能源的发电设施以最大输送效率率输出电压。公用联接点的交替功率能够根据发电设备的工作状态及时进行调整。所以，可以考虑通过控制母线的电压来掌控微电网运行电压的稳定，而原始线路的电压与微网的公用联接点的无功率交替数值有着密切的联系，由此可见，没有功率的电压可以限制Micro-Grid工作时电压的使用。

四、配电网稳定的协调控制

配电网的规划设置可以有效地解决城镇居民的用电负荷量超标的问题，设计者根据电网内的各类型的线路、不同的连接方式、数量不一的电线数进行调查分析，设计最优化的执行方案，最大程度的满足经济效益，为今后可能会出现的用电量做好充足的准备。

Micro-Grid并网在配电网中工作时，需要充当的是电源点或负荷点这样的角色。配电网运行状态关乎到Micro-Grid的电压是否稳定，例如，当配电网因为外力因素的干扰造成动态平衡被破坏，Micro-Grid的电压与功率都会出现不稳定的现象。这种电压和功率的不稳定问题会对工作运转中的Micro-Grid带来恶劣的影响，Micro-Grid的发电工作和使用电的设施都会造到破坏。若配电网需要进行较长时间的检测调试，那么对于Micro-Grid来说，最应该采取的策略是切断与配电网有关的联接，接下来Micro-Grid会进入离网工作模式。配电网在工作过程中，由于电压等级较多、接连的设备类别繁杂、覆盖面积较广泛，所以需要配电网对所有接连点的设备运作情况进行有效地控制，防止不稳定状况的发生，而Micro-Grid离网运行的行为会加快配电网被干扰的波及范围，严重时可能会导致整个配电网的全部线路崩溃，线路线路严重损坏。当配电网的电压或频率严重超出了标准规定的范围，Micro-Grid在这种超负荷的状态下运行时，Micro-Grid自动离网运行也会增加配电网的受干扰程度。所以，在Micro-Grid并网运作的时候，应该配合配电网的电压与频率稳定调控保护措施的工作，以确保并网运行中的电压可以稳定限控在规定范围里。Micro-Grid系统的容纳量很大、限制调控功能比较好，对于配电网电压的稳定有着至关重要的作用，相互补充，起到很好的控制功能。调节Micro-Grid需要按照一定的准则：一则是微网系统中的设施在输电、用电和存贮电能时要对过压和过频有一定的抗压时限，在配电网受到干扰并进行调试修理时，能够确保Micro-Grid不会突然脱离配电网控制，超过时限后，微网会切断联接，脱离配电网的控制。二则若控制的设施的功率超标，则切断连接；对于多余的负荷可进行清除机制。

总结

微网并网工作中，对于如何稳定电压进行了深入研究，存在PCC功率限制的情况时，要保持电压和频率在常规的范围内。无功率限制时，要考虑公用联接点的交替频率的调控状况。此外，与配电网相配合，分析可能出现的各种干扰情况并设计防范措施，协同控制电压和频率的稳定性。

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