微網暫態(tài)穩(wěn)定研究現狀解析

微網暫態(tài)穩(wěn)定研究現狀解析

1微網機理特性在傳統(tǒng)電網中，無論是功角穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定還是電壓穩(wěn)定，同步發(fā)電機均在其研究中居于中心位置，大型傳統(tǒng)電網的穩(wěn)定性問題和同步發(fā)電機的動態(tài)行為密切相關。然而，在微網中電能的主要來源是微源。逆變器接口微源的特性導致微網暫態(tài)特性與傳統(tǒng)電網間存在較大差異。其特性主要有以下幾點：①微網能夠運行于并網、孤島及停運等多種運行模式下；②微網的構成形式多樣；③控制策略對逆變器接口微源的電壓、頻率變化過程影響顯著；④微網的時間尺度更寬；⑤微網慣性??；⑥微網功率、電壓以及頻率調節(jié)多樣化。2微網暫態(tài)穩(wěn)定研究現狀微網暫態(tài)穩(wěn)定主要指微網在正常運行情況下突然受到大擾動后，能否經過暫態(tài)過程達到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)或者恢復到原來的狀態(tài)。其中，大擾動主要指短路故障、甩負荷和斷線等，暫態(tài)時間尺度主要是電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)過程。微網暫態(tài)穩(wěn)定性研究主要集中在電網故障時不同類型微源運行特性分析、不同負荷類型時微網暫態(tài)過程研究及不同類型故障時微網暫態(tài)穩(wěn)定分析等方面。微網暫態(tài)穩(wěn)定性研究的手段主要包括數字仿真分析法和李雅普諾夫穩(wěn)定判定法等，其中應用最為廣泛的是數字仿真分析法。微網中的微源主要包括燃料電池、光伏發(fā)電系統(tǒng)、微型燃氣輪機、風力發(fā)電機、蓄電池、飛輪儲能、超級電容等。電網故障時不同類型的微源故障響應特性也不相同，使得不同特性的微源對微網暫態(tài)穩(wěn)定性的影響也不同。目前一般通過對不同類型微源進行建模及仿真分析，進而研究微源的故障響應特性及微網暫態(tài)過程?，F有的研究成果指出，燃料電池的溫度動態(tài)、光伏的滲透水平、微型燃氣輪機的慣性常數和風力發(fā)電機發(fā)電的波動及間歇性是微源影響暫態(tài)穩(wěn)定的主要因素。不同類型的負荷運行特性差異性很大，其對故障時微網的暫態(tài)穩(wěn)定性的影響規(guī)律也不盡相同。該文通常主要針對RLC負荷、有源負荷、電動機負荷以及三相不對稱負荷等負荷類型時微網的暫態(tài)穩(wěn)定性問題進行討論。通過對不同類型的負荷建模及運行特性分析，可以總結得出不同類型負荷及負荷的投切過程對微網暫態(tài)穩(wěn)定性的影響程度是不同的。其中，電動機負荷和三相不平衡負荷等對微網暫態(tài)穩(wěn)定性的影響較為復雜。短路和斷線等不同類型故障，會給微網造成一系列暫態(tài)穩(wěn)定問題。除了考慮來自微網內部的故障，還需考慮微網所在電網的故障對微網暫態(tài)穩(wěn)定的影響。故障發(fā)生時，微網考慮自身及電網安全因素，與電網自動斷開孤島運行，但若微網在電網中的供電比例較高，一遇故障就孤島運行，將可能造成電網的失穩(wěn)甚至崩潰。不管是出于對微網自身安全運行考慮，還是對電網的供電可靠性考慮，微網應該具備一定故障穿越能力。微網中不同微源、不同特性的負荷以及不同類型故障等都會對微網暫態(tài)穩(wěn)定造成一定的影響，單獨研究某一因素對微網的暫態(tài)穩(wěn)定影響已經取得了一定的研究成果。然而，對同時計及多個因素的微網暫態(tài)穩(wěn)定性研究還較少。此外，目前的大多數研究主要利用數字仿真，未能形成完善、合理的理論分析方法；所關注的仿真過程也很少涉及到短路后不同微源逆變器的暫態(tài)過程。3微網暫態(tài)穩(wěn)定控制措施針對微網的優(yōu)化控制策略已取得一些突破性的進展。利用無線通信技術獲取系統(tǒng)總體有功和無功信息，通過功率共享控制能有效提高微網暫態(tài)穩(wěn)定性能；基于虛擬電阻的有源阻尼方法可有效消除微網在甩負荷和增加恒功率負荷時的暫態(tài)不穩(wěn)定現象，但可能會增加系統(tǒng)能量損耗；利用虛擬慣性的下垂修正控制可有效改善頻率偏移較大時微網的頻率響應，提高微網暫態(tài)穩(wěn)定。此外，儲能、無功補償裝置等一些外設也可用于提高微網的暫態(tài)穩(wěn)定性。綜合考慮儲能裝置的使用壽命、性價比、效率、充放電速度和環(huán)境友好等因素，飛輪儲能具有相對較高的性能，其可在四分之一周期內對系統(tǒng)注入兆瓦級的能量。靜止無功發(fā)生器（SVG）可對微網進行無功補償，以控制微網電壓的波動，因此，可在微網重要負荷旁連接SVG。SVG主要用于對線路的電壓諧波進行補償，以提高電能質量。當微網孤島運行時，線路電壓會出現大幅暫態(tài)跌落，SVG通過注入無功功率維持電壓穩(wěn)定。技術專區(qū)節(jié)約型電網建離不開變電