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随着经济社会的高速发展,传统电力系统在面对资源日益匮乏、环境不断恶化、灵活调度愈发复杂等问题时,越来越缺乏解决之道。鉴于此,作为传统电网的一种有效补充,基于分布式发电系统的微型电网(简称微网)概念和研究在本世纪初应运而生。它是新世纪电力发展一个重要方向,其价值和经济效益正在日益凸显,特别是微网孤岛效应技术利用以及孤岛模式下系统稳定运行,它既可以充分发挥微网的主观能动性,又能提高大电网供电可靠性,这对智能电网发展建设具有非常深远的意义。 本文首先从微网概念入手,对微网两种运行模式进行了介绍。接着,在对孤岛微能量平衡分析的基础上,引出了本文的立论基点,即孤岛微网频率恢复及优化控制策略研究。 频率作为电能质量三大指标之一,其稳定性对整个系统稳定运行的意义不言而喻。鉴于微网在电源构成、运行模式、负荷结构等方面与传统大电网存在诸多不同,为此,本文着重就适合孤岛微网频率恢复的控制策略进行了深入研究:当微网运行于孤岛模式时,提供负荷能量的DG存在出力不足和出力过剩两种影响频率波动的情况,就这两种不同的频率变化本文分别提出了基于PID闭环控制的微网低频切负荷,以及基于PQ-VSI控制法的微网高频减出力频率恢复控制策略。 针对传统大电网低频减载方案的不足和不适应微网运行的特点,本文详细介绍了基于PID闭环控制的微网低频切负荷控制原理和设计思路:根据监测到的微网DG出力缺额,迅速启动频率紧急控制策略,然后根据频率变化率和变化量的累计值自适应地切除相应容量的负荷。随后,利用改进遗传算法对控制器参数进行了优化整定。 针对经电力电子接口接入微网的DG非惯性特征,本文对功率超额型多DG孤岛微网频率稳定性恢复,设计出了基于PQ-VSI控制法的微网高频减出力频率恢复控制策略。鉴于该控制策略中P-f、Q-V下垂控制器恒增益下垂特性的不足,本文又对恒增益下垂特性进行了改进,提出了基于功率函数变量增益下垂特性的控制策略。最后在PSCAD/EMTDC软件平台下进行了仿真,仿真结果验证了控制策略的有效性。