含多种分布式电源的微网动态仿真
郭 力, 王成山
(天津大学电力系统仿真控制教育 部重点实验室 , 天津市 300072)
摘要 : 通过算例仿真研究了不同分布式电源配置方案下低压微网从并网模式向孤网模式转换的动
态运行特性 , 获得了分布式电源的功率 、微网电压和频率的变化规律 。如果选择微型燃气轮机作为
微网的功率支撑手段 , 在微网从并网向孤网过渡过程中 , 系统频率波动较大 , 且部分分布式电源有
可能在低频保护动作下与电网隔离 , 不利于微网的稳定运行 ; 增加储能设备后 , 储能设备对于微网
的稳定运行可发挥重要的作用 。采用下垂控制策略的蓄电池在微网孤岛运行时可以快速为系统提
供有功 、无功支撑 , 有效抑制了由于燃气轮机动态响应速度慢引起的电压和频率偏差 。
关键词 : 微网 ; 仿真 ; 分布式电源 ; 稳定性
中图分类号 : TM61; T M743; TM727. 2
收稿日期 : 2008207211; 修回日期 : 2008211201。
国家自然科学基金资助项目 ( 50625722) ; 教育部科学 技术研
究重大资助项目 ( 306004) ; 高等学校博士学科点专项 科研基
金资助项目 ( 07D0001) 。
0 引言
微网是指由分布式电源 ( DG) 、储能系统、 负荷
和保护装置汇集而成的配电子系统
[ 122]
。并网运行
时, 微网通过公共连接点 (PCC) 与主电网连接。当
主配电网中发生故障或出现较大扰动时 , 微网迅速
与主配电网解列 , 独立向其内部重要负荷供电 ; 当主
配电网故障消失、 完全恢复正常后 , 微网还可以通过
并网控制再次与主配电网连接 , 重新进入并网运行
状态
[ 32 4]
。为了保证微网在不同运行模式下的电压
和频率稳定 , 需要对微网中的各种 DG 采取合理的
控制策略 , 以实现微网运行模式之间的平滑过渡。
微网中不同类型 DG 的控制特性和动态响应速
度不同。本文通过算例仿真研究了 2 种 DG 配置方
案下低压微网的动态行为 , 重点研究了储能设备在
微网运行控制中的作用。
1 DG 模型
1. 1 异步风力发电机
异步风力发电机原理性仿真模型如图 1 所示。
风机的机械传动部分采用两质块模型
[ 5]
。
1. 2 微型燃气轮机
微型燃气轮机仿真原理性模型如图 2 所示。该
模型由温度控制、 速度控制、压缩机涡轮系统 3 部分
组成
[ 62 7]
。
图 1 异步风力发电机仿真模型
Fig. 1 Simulation model of asynchronous wind turbine
图 2 分轴微型燃气轮机仿真模型
F ig. 2 Simulation model of split2shaft micro tur bine
1. 3 光伏电池和蓄电池
光伏电池和蓄电池发出的是直流电 , 需要经过
逆变后才能并网运行。通过单级逆变电路直接并网
的光伏发电系统结构如图 3 所示
[ 8]
。并网逆变器采
用基于空间矢量脉宽调制 ( SVPWM) 的线性电流控
制器
[ 9]
。
为简化研究 , 可以采用直流电压源代替蓄电池 ,
忽略电池的 充放 电动态 过程 , 蓄电 池也 可采 用与
图 3 相同的并网逆变器和控制电路。
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第 33 卷 第 2 期
2009 年 1 月 25 日
Vol. 33 No. 2
Jan. 25, 2009
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