专版研究园地
文/刘扬波
0 前言
微电网一体化智能系统是微电网系统协调控制的核心，是实现微电网高效、稳定、安全的重要工具和保障。本文研究在统一模型基础上，构建一体化微电网支撑平台，主要完成微电网监控、微电网管理、保护信息监视、配网自动化、智能计量、智能用电、视频及环境监控、综合能量管理等功能研究，其中的智能系统稳定控制（MGCC）为其重要的核心。根据某微电网项目，研究其稳定控制。
1 案例微电网项目介绍
项目详情见表1。
表1 某微电网项目情况
项目设施参数
微电源 建设情况西部柴油发电厂2台1000kW柴油发电机组
中部风力发电厂4台750kW 风力发电机组
10kV开关站储能装置2000Ah×3，配置1台500kW变流器
微电网建设情况
35kV降压站1座
主变规模2x10MVA主变
出线规模10kV出线3回
无功补偿配置电容器组2×500kvar，电抗器组3×400kvar 西部柴油发电厂1座，位于此站内
10kV开关站出线规模本期出线6回储能电站位于此站内
10kV网架情况
风电场至10kV开关站1回线路
35kV东澳岛降压站至西部柴油发
电厂
3回线路35kV降压站至10kV开关站2回线路负荷的额定电压10.5kV 功率最大值2MW 2 微电网智能系统的功能介绍
2.1 微电网一体化智能系统的功能需求
微电网稳定控制配有微电网中央控制器功能。微电网能量管理配有分布式电源运行约束条件设定、发电/负荷预测、能量平衡控制、电压无功控制、黑启动控制、微电网主电源切换控制、微电网运行模式管理、多类型电源互补经济运行控制。
2.2 微电网一体化智能系统采用三层控制结构
微电网一体化智能系统采用就地控制层、集中控制层和系统控制层的三层控制结构。
2.2.1 就地控制层
主要完成微电网组成单元的保护与控制，其主要功能为协调系统内各单元的监测与控制，通过GOO-S
E/SV与MGCC进行快速通信，通过MMS与后台进行通信。
2.2.2 微电网中央控制器
控制目的主要是在微电网孤岛运行时，通过对各分布式电源的控制模式及控制参数的设置，保证微电网安全稳定运行，同时维持全网电压和频率在允许范围之内。 2.2.3 系统控制层
主要完成综合数据采集与处理、微电网能量管理。系统通信采用高实时性IEC61850国际标准规约，实现装置与装置之间、装置与主站之间互联互通。其中，微电网中央控制器与就地控制及保护单元间采用GOOSE/SV快速通信。规约转换装置主要用于不支持IEC61850规约但需要进行监控的运行设备。
3 微电网中央控制器（MGCC）
MGCC 是保证系统安全稳定运行的最后一道防线，根据许继的一体化系统的设计方案，MGCC 的功能模块包括预警区有功功率控制/预警区无功功率控制、紧急区有功功率控制/紧急区无功功率控制。3.1 频率预警区控制
当微电网系统频率处于预警区的时候，系统频率预警区将利用PCS对系统进行充放电，主要目标在于：
平抑系统的频率波动，提高系统运行的电能质量；当系统有功功率不平衡的时候，利用储能系统平
衡系统的有功功率，稳定系统的频率。微电网系统的频率稳定控制预警区控制的流程如图1。
3.2 频率紧急区控制
当微电网系统处于紧急区时，系统频率控制系统将采用切机或者切负荷的方法维持系统的频率，防止系统出现频率崩溃。微电网系统频率控制的紧急区控制的策略流程如图2。
微电网控制系统的低频切负荷控制流程和高频切机控制流程分别见图3、图4
。
图1 微电网中央稳定控制器在频率控制(AGC)预警区控制流程
图2 微电网中央稳定控制器在频率控制(AGC)紧急区控制策略流程
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图3 微电网中央稳定控制器低频切负荷控制流程
图4 微电网中央稳定控制器高频切机控制流程
图6 微电网电压紧急区控制策略流程
图5 微电网中央稳定控制系统在电压预警区控制策略流程
3.3 电压预警区控制
在系统电压控制预警区，系统将利用蓄电池储能系统稳定系统的电压，具体的电压控制策略流程如图5。
3.4 电压紧急区控制
在系统电压紧急区控制中，系统将利用切机或者切负荷的方式稳定系统的电压，防止系统出现电压崩溃（见图6）。
微电网低压减载控制流程如图7。
4 结语
MGCC 策略研究中，通过MGCC 能够对微电网的电压或频率偏差作出正确出口命令，调节储能的无功或有功出力；对于紧急区控制策略，MGCC 能够及时准确地映系统的电压或频率变动，发出切机或减载命令。结果表明，该策略能够满足微电网的控制要求。【作者简介】
刘扬波（1975—），男，硕士，高级工程师，任职于南方海上风电联合开发有限公司，研究方向为海上风电并网技术、安全管控、微电网技术。
图7 微电网系统低压切载控制流程
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