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摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。作为集中式发电的补充，分布式发电技术正变得越来越成熟。随着电能生产价格的不断下降和政府的扶持，当今社会分布式发电技术的应用越来越广泛，分布式电源逐渐增多，从而使电力系统的运行面临更高的挑战。一些分散的小容量分布式电源对电力系统运行人员是“不可控”和“不易控”的。所以，微电网的出现是大势所趋。一方面，作为一种小型的电力系统，微电网具有良好的能量管理功能，从而保证了微电网的经济运行;另一方面，微电网可被视为配电网中的一个“虚拟”电源或负荷。通过协调控制网内分布式电源的输出功率，负荷可以被转移到峰值并填充低谷，从而控制微电网与外部配电网络之间的电力交换。降低了可再生能源发电功率波动对周边用户和外部配电网络的影响，也有效降低了运营和规划系统的复杂性。本文就高渗透率下微电网和大电网的作用机理展开探讨。
关键词：微电网;动态等值模型;动态响应;分层控制策略
引言
微电网容量的快速增长以及分布式微源所占比重的不断提高，对大电网的稳定运行产生一定影响。因此，针对高渗透率下分布式发电接入大电网，对电网运行的暂稳态影响进行相关技术研究，将具有重要的理论意义和实用价值。
1微电源与大电网互联简述
目前，虽然分布式发电得到了大力的推广，但是在实际的电力并网过程中存在着很大的问题。分布式电力系统由于发电量的不稳性，其功率的变化会对整个电网的运行稳定性造成波动，特别是越来越多的孤岛运行微电源接入电网后，对大电网引起的波动更大。由于我国分布式微源的起步相对较晚，对分布式微源接入电网后稳定运行的经验不足，所以，我国对于不同渗透率下的微源入网仍处于研究探索阶段。
2大电网与微网相互作用的机理
在微网和大电网并联运行中，微网对大电网所表现的电气特性较复杂。研究微网与大电网相互作用的机理首先应考虑建立含有微网的大电网仿真平台，而其中最主要的任务是对微网的建模。其仿真平台的准确性、仿真速度和规模将决定以后能够开展研究课题的内容和正确性，具有重要的意义。另外，微网接入后，大电网首先要研究的就是自身的稳定安全问题。当微网的渗透率能够影响到大电网的电压频率和功角稳定性时，微网对大电网稳定性的影响形势、内在机理及大电网提高稳定性的策略等问题就需要尽快开展研究。其中，微网中的DG在扰动下的运行特性不同，这导致了当含有大规模微网接入的大电网在大、小不同的扰动下，与传统的电力系统在进行稳定理论分析、提高稳定性手段等问题上存在很大的不同。并且，微网的接入改变了大电网的电压水平和潮流分布，给原有的大电网调压调频手段带来很大影响。在含有微网的大电网电能质量方面，针对DG输入能量不恒定、随机变化、含有大功率电力电子变换装置等特点，探讨以下2类作用机理：一是探讨微型电网在独立或并网2种稳态下，微型电网与外网配电网及其公共连接点处以波形畸变和随机波动为特征的稳态电能质量扰动产生机理和分布规律;二是探讨在微网并网与解网、微电源投退与切换、负荷冲击、故障等暂态过程中，电压或电流短时严重偏离其额定值或理想波形的暂态电能质量扰动产生机理和传播特性。目前中国在这二者作用机理方面的研究基本处于起步阶段，拟研究的主要课题包括：微网稳、暂态运行特性的理论分析及建模方法的研究;微网对大电网的电压、功角和频率稳定运行的作用机理和对应措施的研究;微网与大电网控制系统及故障过程相互作用机理的研究和微网所引起的大电网电能质量的研究。高渗透率下微网与大电网相互作用机理研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本质，发展相关的理论和方法，为含微网大电网系统的稳定性分析与控制奠定理论基础。
3微电网的动态等值模型
（1）微电网动态等值的定义.图1展示了一个通过公共连接点（PCC）连接于中压电网的微电网的结构示意图。图中虚线框内的微电网是需要被等值模型代替的部分，称为外部区域或待辨识系统;其余部分称为内部区域或保留系统。（2）基于黑盒模型的动态等值方法。人工神经网络（ANN）一直是最流行的系统辨识方法，因为ANN在非线性动态系统建模中有很大的先天优势，即仅仅由测量数据便可以得到动态特性，因此一直是系统辨识研究的核心。（3）基于物理模型的动态等值.黑盒模型完全是数学上的等效方法，而关于物理模型的动态等值是选择一个和待辨识系统具有类似动态特性的物理模型来替代待辨识系统，该物理模型通常是已知的。（4）两种等值方法的比较。两种等值模型中，神经网络模型具有较高的拟合精度，但基于物理模型等值的方法可以使得等值模型中的参数具有一定的物理意义，相对神经网络而言在线修改相对方便一些，因此从便于在线修改的角度而言，采用基于物理模型等值的方法更佳。但問题是微电网中的微源类型多样，控制策略各异，因此如何选择一个合适的物理模型对微电网进行动态等值是需要进一步研究的问题。
图1微电网和大电网连接示意图
4高渗透下分布式发电对大电网稳定性的影响
（1）动态特性分析。通过微电网集合的分布式电站的电能接入大电网后，势必会不同程度的对大电网的运行造成一定的影响，因此，可以通过电能接入前通过设置变压器进行变压处理的方法来减少对大电网的影响。在进行动态特性研究时应首先设定电力输电线路三相短路，在发生故障的过程中来通过逆变器与电网进行连接。电能通过逆变器接入大电网后产生的功率特性曲线是不断变动的，应将渗透率尽量保持在变化的峰值范围内，使接入电能的电压对整个系统电压起到一定的支撑作用，否则，可能会引起输电系统的整体震荡。对微电网的接入策略根据实际情况进行一定的调整，使接入电能可以在电压和频率上尽量与大电网中的输送电能尽量保持一致，这样才能使大电网保持相对稳定运行。（2）静态电压稳定性。对于分布式发电对电网稳定性的研究应通过对微源入网的建模开始着手，根据理论上的不断进步来促进实践中的成功。随着我国对清洁能源开发力度的加大，越来越多的分布式发电系统应运而生，大量的分布式电力系统可以产生大量的电力能源，分布式发电系统对于多余的电能必须进行接入电网处理，由于分布式电源的不稳定因素，所以给整个电力系统造成了很大的压力。微电网可以对区域内的分布式发电量进行集合，然后输送到大电网中，导致电网中产生了高电抗的情况，影响输电网络的稳定性。通过对静态电压稳定性的研究可以更好的了解电能接入电网后的运行情况，在不同的渗透率下电网运行过程中的波动明显不同，接入电网渗透率不断加大的过程可以使微电网对整个大电网的电压起到一定的支撑作用。但是在随着渗透率的不断加大，会使电网中的原本稳态受到破坏，其中包括运行电压的不稳定性和输送功率的不稳性，因此，在微电网接入大电网是应对微电网的渗透率进行一定的控制，找到一个合适的平衡点，尽量减少对大电网运行的影响。
结语
微网的大规模接入必将对大电网的稳态潮流分布、暂态故障特性产生重大影响，给大电网的规划设计、调度运行和保护控制及紧急控制方案等方面带来新的问题，有必要开展大电网应对微网的策略体系研究。
参考文献
[1]吴雄.微电网能量管理系统研究综述[J].电力系统自动化设备，2016.
[2]刘文.智能电网技术标准体系研究[J].电力系统保护控制，2017.
关键词：微电网;动态等值模型;动态响应;分层控制策略
引言
微电网容量的快速增长以及分布式微源所占比重的不断提高，对大电网的稳定运行产生一定影响。因此，针对高渗透率下分布式发电接入大电网，对电网运行的暂稳态影响进行相关技术研究，将具有重要的理论意义和实用价值。
1微电源与大电网互联简述
目前，虽然分布式发电得到了大力的推广，但是在实际的电力并网过程中存在着很大的问题。分布式电力系统由于发电量的不稳性，其功率的变化会对整个电网的运行稳定性造成波动，特别是越来越多的孤岛运行微电源接入电网后，对大电网引起的波动更大。由于我国分布式微源的起步相对较晚，对分布式微源接入电网后稳定运行的经验不足，所以，我国对于不同渗透率下的微源入网仍处于研究探索阶段。
2大电网与微网相互作用的机理
在微网和大电网并联运行中，微网对大电网所表现的电气特性较复杂。研究微网与大电网相互作用的机理首先应考虑建立含有微网的大电网仿真平台，而其中最主要的任务是对微网的建模。其仿真平台的准确性、仿真速度和规模将决定以后能够开展研究课题的内容和正确性，具有重要的意义。另外，微网接入后，大电网首先要研究的就是自身的稳定安全问题。当微网的渗透率能够影响到大电网的电压频率和功角稳定性时，微网对大电网稳定性的影响形势、内在机理及大电网提高稳定性的策略等问题就需要尽快开展研究。其中，微网中的DG在扰动下的运行特性不同，这导致了当含有大规模微网接入的大电网在大、小不同的扰动下，与传统的电力系统在进行稳定理论分析、提高稳定性手段等问题上存在很大的不同。并且，微网的接入改变了大电网的电压水平和潮流分布，给原有的大电网调压调频手段带来很大影响。在含有微网的大电网电能质量方面，针对DG输入能量不恒定、随机变化、含有大功率电力电子变换装置等特点，探讨以下2类作用机理：一是探讨微型电网在独立或并网2种稳态下，微型电网与外网配电网及其公共连接点处以波形畸变和随机波动为特征的稳态电能质量扰动产生机理和分布规律;二是探讨在微网并网与解网、微电源投退与切换、负荷冲击、故障等暂态过程中，电压或电流短时严重偏离其额定值或理想波形的暂态电能质量扰动产生机理和传播特性。目前中国在这二者作用机理方面的研究基本处于起步阶段，拟研究的主要课题包括：微网稳、暂态运行特性的理论分析及建模方法的研究;微网对大电网的电压、功角和频率稳定运行的作用机理和对应措施的研究;微网与大电网控制系统及故障过程相互作用机理的研究和微网所引起的大电网电能质量的研究。高渗透率下微网与大电网相互作用机理研究的目的就是要揭示出二者相互作用的本质，发展相关的理论和方法，为含微网大电网系统的稳定性分析与控制奠定理论基础。
3微电网的动态等值模型
（1）微电网动态等值的定义.图1展示了一个通过公共连接点（PCC）连接于中压电网的微电网的结构示意图。图中虚线框内的微电网是需要被等值模型代替的部分，称为外部区域或待辨识系统;其余部分称为内部区域或保留系统。（2）基于黑盒模型的动态等值方法。人工神经网络（ANN）一直是最流行的系统辨识方法，因为ANN在非线性动态系统建模中有很大的先天优势，即仅仅由测量数据便可以得到动态特性，因此一直是系统辨识研究的核心。（3）基于物理模型的动态等值.黑盒模型完全是数学上的等效方法，而关于物理模型的动态等值是选择一个和待辨识系统具有类似动态特性的物理模型来替代待辨识系统，该物理模型通常是已知的。（4）两种等值方法的比较。两种等值模型中，神经网络模型具有较高的拟合精度，但基于物理模型等值的方法可以使得等值模型中的参数具有一定的物理意义，相对神经网络而言在线修改相对方便一些，因此从便于在线修改的角度而言，采用基于物理模型等值的方法更佳。但問题是微电网中的微源类型多样，控制策略各异，因此如何选择一个合适的物理模型对微电网进行动态等值是需要进一步研究的问题。
图1微电网和大电网连接示意图
4高渗透下分布式发电对大电网稳定性的影响
（1）动态特性分析。通过微电网集合的分布式电站的电能接入大电网后，势必会不同程度的对大电网的运行造成一定的影响，因此，可以通过电能接入前通过设置变压器进行变压处理的方法来减少对大电网的影响。在进行动态特性研究时应首先设定电力输电线路三相短路，在发生故障的过程中来通过逆变器与电网进行连接。电能通过逆变器接入大电网后产生的功率特性曲线是不断变动的，应将渗透率尽量保持在变化的峰值范围内，使接入电能的电压对整个系统电压起到一定的支撑作用，否则，可能会引起输电系统的整体震荡。对微电网的接入策略根据实际情况进行一定的调整，使接入电能可以在电压和频率上尽量与大电网中的输送电能尽量保持一致，这样才能使大电网保持相对稳定运行。（2）静态电压稳定性。对于分布式发电对电网稳定性的研究应通过对微源入网的建模开始着手，根据理论上的不断进步来促进实践中的成功。随着我国对清洁能源开发力度的加大，越来越多的分布式发电系统应运而生，大量的分布式电力系统可以产生大量的电力能源，分布式发电系统对于多余的电能必须进行接入电网处理，由于分布式电源的不稳定因素，所以给整个电力系统造成了很大的压力。微电网可以对区域内的分布式发电量进行集合，然后输送到大电网中，导致电网中产生了高电抗的情况，影响输电网络的稳定性。通过对静态电压稳定性的研究可以更好的了解电能接入电网后的运行情况，在不同的渗透率下电网运行过程中的波动明显不同，接入电网渗透率不断加大的过程可以使微电网对整个大电网的电压起到一定的支撑作用。但是在随着渗透率的不断加大，会使电网中的原本稳态受到破坏，其中包括运行电压的不稳定性和输送功率的不稳性，因此，在微电网接入大电网是应对微电网的渗透率进行一定的控制，找到一个合适的平衡点，尽量减少对大电网运行的影响。
结语
微网的大规模接入必将对大电网的稳态潮流分布、暂态故障特性产生重大影响，给大电网的规划设计、调度运行和保护控制及紧急控制方案等方面带来新的问题，有必要开展大电网应对微网的策略体系研究。
参考文献
[1]吴雄.微电网能量管理系统研究综述[J].电力系统自动化设备，2016.
[2]刘文.智能电网技术标准体系研究[J].电力系统保护控制，2017.