微电网的二次电压质量控制分析

微电网的二次电压质量控制分析

罗庾南

广州市世科高新技术有限公司广东广州510000

摘要：随着我国经济不断的发展，人民生活水平不断的提升，居民生活用电以及各个行业的工业生产用电等对电力能源的总量以及电能质量都提出了新的要求。想要进一步满足社会用电需求，需不断对我国电网进行改造以及创新。本文从微电网的实际运行工况出发，针对二次电压质量控制进行了分析及研究，提高了微电网运行效率以及稳定性。

关键词：微电网；功率均分；电压偏差；频率偏差

引言

伴随着我国经济不断的发展，各行各业都涌现了一系列新的问题和挑战，比如，我国正面临着资源匮乏的窘境。其中，电力行业也不例外，要想最大限度的发挥电力能源的效率，就需要不断地推进电网技术的改革和创新。微电网技术就是电网技术创新的体现之一，须不加强推动微电网技术的创新、应用以及实现，但同时微电网技术也存在着一定的挑战，比如，间歇式分布电源、电力电子器件、非线性负荷三者之间的不平衡关系，这种不平衡现象不仅会导致严重的能源浪费，还将会导致电网安全性能的下降，为了解决这一问题，笔者提出了一种基于d-q坐标下的低压微电网电压质量补偿方法，该方法可以有效的解决这一问题，从而提高电网运行效率及稳定性。

1.控制结构以及控制研究

针对三线制孤岛微电网PCC点出现的电压质量问题进行了分析研究，提出了二次电压质量补偿策略，该补偿策略的结构较为复杂，如图1所示，控制结构主电路采用了分布式直流电源，由三相逆变电路和LCL滤波器组成，该控制结构可以有机的将本地控制与二次控制结合在一起，从而对PCC点的电压质量进行补偿。

笔者首先在本地控制系统中对DG的电压、电流信号进行了交流采样。然后就将采样得到的信息进行前处理和计算。将计算的结果应用到了d-q坐标系中。然后，笔者对三相电路的功率进行了计算，为了不影响整个功率的稳定性，笔者在原来的基础上乘以了1.5倍。此外，本地控制结构可能因为负载不对而导致电压不平衡，针对这一现象，笔者将本地控制结构和下垂控制一起进行研究分析。以期保证输电功率以及输电效率的稳定性[1]。

除此之外，采用对称分量理论对本地控制稳定性进行研究时，发现不平衡的电力系统可以按照一定的正负顺序进行平衡分析，因此在推算过程中要注意正负顺序的推算，闭环传递函数在50Hz左右时，幅值应该为1，正负序相位角应该为0，经过系统的分析，发现虚拟抗组只针对正序才能起到一定的作用[2]。

2.二次控制的相关研究

2.1电压不平衡的补偿

笔者根据d-q旋转坐标计算不平衡度发现，正负序通过一定的手段将会对电压角频率产生影响，经过计算与分析得到，旋转坐标系下的电压不平衡补偿系数受到各种因素的影响，与电压的正序以及负序都有一定的关系，电压不平衡补偿系数可以通过网络将信息传送到本地的控制器中，从而对补偿量进行不平衡补偿[3]。

2.2电压、频率及无功功率控制

本地控制系统可以通过下垂控制对电压以及频率进行控制，从而进行一系列的稳定性控制，但是本地控制对电压以及频率的控制效果不是十分精确，存在一定的偏差。这些偏差不仅严重影响了本地控制的准确性以及工作效率，更有可能进一步对整个电网产生一些不良影响。面对这种偏差，我们需要对二次控制加以一定程度的修正以解决上述问题。在二次控制中，首先应该确定微电网运行过程中的实时频率以及电压幅值、无功功率，并将上述数值与设定值进行比较，比较之后可以通过PI控制器对数据进行偏差消除，从而确保微电网的频率、电压、无功功率幅值都保持稳定，对这些无功偏差值进一步处理就可以有效、准确的进行功率均分[4]。

图1：单个DG控制结构图

3.仿真实验分析

笔者运用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对所提出的理论进行了分析研究。首先、设计了具有两个分布式电源的仿真实验平台，通过该实验平台对上文提到的控制方法的可行性及有效性进行了验证；其次、笔者对主电网以及控制系统的参数进行了优化设置，参数设置后，由于无功功率以及有功功率的影响，导致输出电压、频率均没有达到参考值；面对这种情况，运用二次控制器对电压幅值以及频率进行了控制调节[5]。由此可以得出，二次控制策略是一个系统性、科学的策略，值得在微电网中做进一步的推广以及应用，仿真实验也证明了在微电网中加入二次控制的必要性。除此之外，PCC的电压在补偿前后也发生了一定的变化，补偿前PCC的输出点电压十分不稳定，在加入了相应的补偿之后，三相电压得到了明显的改善，同时，DG的无功功率也有了一定程度的改进以及均分。由此可以得知，二次控制技术在电压补偿中是必不可少的[6]。

4.结语

随着我国能源的日益紧缺，提高电力资源的利用效率以及利用频次势在必行。除此之外，人民群众日益增长的电力需求也需要电力公司的不断创新以及改进，想要做到电力行业乃至我国经济的不断发展，对电力行业进行科学技术的创新势在必行的。本文对微电网的二次电压质量控制进行了分析，并对此进行了一系列的研究，运用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对微电网的电压质量控制能力进行了研究。以期进一步的推动我们国家电力资源的利用效率，从而更进一步的推动整个电力行业的进一步发展乃至我国经济的进一步提升。

参考文献：

[1]张可儿.微电网的二次电压质量控制研究[J].测控技术，2018，37（04）：129-134.

[2]吴丽珍.交流微电网系统网络化分层协调控制策略研究[D].兰州理工大学，2017.

[3]张忠，王建学，刘世民.计及网络拓扑下微电网有功调节对电压控制的适应性分析[J].电力自动化设备，2017，37（04）：22-29.

[4]杜燕，张蓓蕾，施永，杨向真，苏建徽.光伏智能微电网的电压频率分层控制策略[J].电器与能效管理技术，2017（03）：46-53+59.

[5]王盼宝.低压直流微电网运行控制与优化配置研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

[6]鲍薇，胡学浩，李光辉，何国庆，刘思言.基于同步电压源的微电网分层控制策略设计[J].电力系统自动化，2013，37（23）：20-26.