微电网运行控制及其主要子系统研究摘要：微电网将分布式电源、供冷设备、储电储冷设备等结合，以微网形式接入大电网，可以有效对内部负荷波动进行调节，减少电网高峰时段的用电负荷，缓解电力系统峰谷负荷之间日益增加的矛盾，解决电力设备年有效利用时间持续下降的问题。本文以南方某区域电网为例，给出了微电网的拓扑结构以及其运行控制策略，并对其主要的运行模式进行了分析，对未来多微网建设提供理论依据。关键词：微电网；运行控制；子系统；智能充电中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：1001-1390（2020）00-0000-000引言能源互联网在未来将以可再生能源为主要一次能源，并支持分布式发电装置和储能装置的接入，是解决能源紧缺问题的根本手段[1-2]。微电网是智能互联网的关键环节，其可实现多种可再生能源和分布式能源并网，减少温室气体排放和空气污染[3]。微电网系统具有能源梯级利用效率高、电能供应可靠、经济效益好、环境友好等优点，可以提高用电安全性和电网稳定性，使发电效率和经济效益均得到有力保障[4]。微电网的主要目的就是要独立于主电网独立运行一周以上，除此之外，还能够与主电网无缝解列或成孤岛运行。也就是说，在系统负荷由微电网供应期间，电能是由分布式电源提供的，同时在电力间歇期间常配有电量储存设施。而光伏发电技术、电池储能技术以及智能充电桩等多项先进技术融合应用的模式日渐成熟。可以利用分布式光伏和风能为负荷提供清洁能源，利用蓄电池储能系统平滑微电网功率波动和分布式电源柔性并网，从而实现建成一个高可靠性、智能化、低碳环保微电网的目标。本文以南方某区域电网为例，依据微电网资产所处的地理位置，给出了微电网的拓扑结构以及其运行控制策略，并对其主要的运行模式进行了分析概述，同时对光伏组件选型及安装、蓄电池储能子系统以及充电桩子系统进行了主要描述，对未来多微网建设提供理论依据。1.拓扑结构本次设计提出了一种由可调度DER方案与电池储能系统级联工作的微电网。只要天然气供应没问题，该微电网能够满足一周的孤岛要求。此外，其中的储能组件还能够进行无缝解列、断电重启、频率和电压调节。通过利用主控制器和本地控制器所组成的控制架构，该微电网不仅能够执行发电和负载平衡控制，而且还能够优化可再生能源。2网络拓扑微电网的一般功能如图1所示。图1微电网运行模式主要的微电网运行模式为并网、孤岛和断电。首选运行模式为并网模式，在这个模式中，可以以最高的内部系统弹性，完全利用再生能源的所有优势。因为电网断电，可以有意的（例如躲避暴风雨）或无意的进入孤岛模式。最后，断电模式是最不希望的模式，其发生的原因可能是系统内如故障、DER无力转换至孤岛模式或认为故障。南方某区域微电网的设计应满足即使当柴油发电机未启动时，电网连接与孤岛模式之间的也能进行无缝转换。这个可以通过试运行适宜的穿越技术来实现，比如蓄电池储能系统（BESS）。但是“无缝”的说法没有绝对意义。系统顺利实现无缝转换至无意孤岛模式的能力取决于几个因素，也就是：（1）电网断电是否是造成系统故障的原因，距离和故障类型；（2）DER技术的类型及其本地控制；（3）各个DER在电网断电之前的运行模式。3.系统控制器转换试验研究3.1并网模式并网模式下，市电进线取自附近变电站的10kV馈线。分布电源系统的主回路断路器（记为POI）和三个馈线回路断路器全部闭合，其中一路向预装式户外变电站（POS）供电，另外两路分别接分布式电源系统和蓄电池储能系统（BESS）。所有变压器均为热备。并网模式模拟分布式设计，大多数故障都可以通过优先级配合有选择性地清除，使系统受影响部分尽量少。然而，在并网状态下，微电网的各组成部分也将受到公共电网的扰动和影响，所受扰动和影响程度取决于故障的严重性和它与故障点的电气距离。3.2孤岛模式电网发生故障时，大多数情况下微电网将离网运行在孤岛模式。在这种模式下，储能单元将作为第一道防线稳定孤岛并调节微电网电压和频率，直到分布电源开始为全部负荷供电。此时，分布式电源，即柴油发电机或往复内燃机发电机（组）将调整微电网电压和频率。转为孤岛模式时应断开在...