能量管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)微電網(wǎng)的典型結(jié)構(gòu)圖1 微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖圖1為微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖[1][2]，它通過隔離變壓器、靜態(tài)開關(guān)和大電網(wǎng)相連接。微電網(wǎng)中絕大部分的微電源都采用電力電子變換器和負(fù)載相連接，使其控制靈活。微電網(wǎng)內(nèi)部有三條饋線，其中饋線A和B上連接有敏感負(fù)荷和一般負(fù)荷，根據(jù)用電負(fù)荷的不同需求情況，微電源安裝在饋線上的不同位置，而沒有集中安裝在公共饋線處，這種接入形式可以減少線路損耗和提供饋線末端電壓支撐。饋線C上接入一般負(fù)荷，沒有安裝專門的微電源，而直接由電網(wǎng)供電。每個(gè)微電源出口處都配有斷路器，同時(shí)具備功率和電壓控制器，在能量管理系統(tǒng)的控制下，調(diào)整各自功率輸出以調(diào)節(jié)饋線潮流。當(dāng)監(jiān)測(cè)到大電網(wǎng)出現(xiàn)電壓擾動(dòng)等電能質(zhì)量問題或供電中斷時(shí)，隔離開關(guān)S1動(dòng)作，微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式，以保證微電網(wǎng)內(nèi)重要敏感負(fù)荷的不間斷供電，同時(shí)各微電源在能量管理系統(tǒng)的的控制下，調(diào)整功率輸出，保證微電網(wǎng)正常運(yùn)行。對(duì)于饋線Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般負(fù)荷，系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)微電網(wǎng)功率平衡的需求，將其切除。負(fù)荷分類、要求及接入設(shè)備功能負(fù)荷分類與要求根據(jù)負(fù)荷對(duì)電力需求的特性可將負(fù)荷分為基本兩大類[3]：敏感負(fù)荷：對(duì)這一級(jí)負(fù)荷斷電，將造成人身事故、設(shè)備損壞，將生產(chǎn)廢品，使生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù)，人民生活發(fā)生紊亂等。這是這是敏感負(fù)荷中的重要負(fù)荷。由于供電中斷會(huì)造成大量減產(chǎn)、人民生活會(huì)受到較大影響的用戶負(fù)荷，這是敏感負(fù)荷中的比較重要的負(fù)荷。 一般負(fù)荷（非敏感負(fù)荷）：敏感負(fù)荷以外的屬于一般負(fù)荷?？梢暈橐粋€(gè)可控的負(fù)荷參與微電網(wǎng)的能量調(diào)度，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候（孤網(wǎng)模式時(shí)）可中斷其供電，以此確保敏感負(fù)荷的正常供電。要求：敏感負(fù)荷。保證不間斷供電以及較高的供電質(zhì)量。并由獨(dú)立電源供電。非敏感負(fù)荷對(duì)供電方式無特殊要求。負(fù)荷接入設(shè)備功能負(fù)荷通斷控制在正常情況下，敏感負(fù)荷與一般負(fù)荷均應(yīng)正常供電，當(dāng)微電網(wǎng)系統(tǒng)因事故出現(xiàn)功率缺額或運(yùn)行在孤島模式，應(yīng)采取切斷一般負(fù)荷，確保敏感負(fù)荷的正常供電。負(fù)荷保護(hù)具有自動(dòng)跳閘和電動(dòng)合閘功能，可切斷故障電流，發(fā)揮保護(hù)作用。微電網(wǎng)功率平衡控制－自動(dòng)低頻減載[4]當(dāng)微電網(wǎng)系統(tǒng)因事故出現(xiàn)功率缺額時(shí)，其頻率將隨之急劇下降，自動(dòng)低頻減載裝置的任務(wù)是迅速斷開相應(yīng)數(shù)量的一般負(fù)荷，使系統(tǒng)頻率在不低于某一允許值的情況下，達(dá)到有功功率的平衡，以確保微電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行。負(fù)荷監(jiān)測(cè)提供微電網(wǎng)線路負(fù)荷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括負(fù)荷功率，線路電流情況。對(duì)所有線路進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)大負(fù)荷及超負(fù)荷提供預(yù)警和報(bào)警信號(hào)。微電源分類、特點(diǎn)、工作方式及接入設(shè)備功能微電源分類與特點(diǎn)[5]光伏電池?zé)o廢氣排放、無化石燃料消耗，采用與建筑物集成在一起的模塊可聯(lián)合生產(chǎn)低溫?zé)崮転榉块g供暖。但輸出的功率由光能決定，因此是斷續(xù)的，不能與負(fù)荷完全匹配，因此常常需要蓄電池或其他輔助系統(tǒng)。一般光伏電池發(fā)電模塊擁有最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)功能、電池板監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能、逆變并網(wǎng)等功能，以保證光伏電池能夠可靠、安全地運(yùn)行。微型燃?xì)廨啓C(jī)，具有體積小、質(zhì)量輕、發(fā)電效率高、污染小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單可以統(tǒng)一調(diào)度。微型燃?xì)廨啓C(jī)模塊具有氣體溫度、壓力、流量測(cè)量、燃料供給、燃料注入控制、熱量處理、轉(zhuǎn)速監(jiān)控，氣體污染物監(jiān)測(cè)、功率調(diào)節(jié)及并網(wǎng)等功能。具有電力電子轉(zhuǎn)換和控制接口的微型燃?xì)廨啓C(jī)可跟隨電網(wǎng)的電壓和頻率變化，主要起負(fù)荷跟蹤和削峰填谷的作用。它的另一個(gè)作用是完成基本的有功功率控制的同時(shí)，可調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的無功功率，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和功率因數(shù)的調(diào)整。因此是目前最成熟、最具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的分布式電源之一。微電源典型工作方式光伏電池具有MPPT和定電壓兩種工作方式。當(dāng)工作在MPPT工作方式且無功功率可調(diào)時(shí)遵循Q-V下垂特性。當(dāng)工作在定電壓工作方式時(shí)遵循P-f下垂特性。微型燃?xì)廨啓C(jī)可工作在功率可調(diào)的運(yùn)行方式或定功率的運(yùn)行方式。當(dāng)工作在功率可調(diào)的方式時(shí)遵循P-f下垂特性和Q-V下垂特性。在此工作方式下，微型燃?xì)廨啓C(jī)可作為具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)電源，快速跟蹤負(fù)荷有功功率和無功功率的變化。當(dāng)工作在定功率的方式時(shí)按照設(shè)定值輸出有功功率和無功功率。微電源接入設(shè)備功能由于光伏電池電壓等級(jí)低，需采用DC-DC中的Boost電路升壓至合適的電壓等級(jí)，然后通過逆變把直流電變換為標(biāo)準(zhǔn)的交流電，供給負(fù)荷或并入電網(wǎng)。即經(jīng)過DC-DC-AC變換接入微電網(wǎng)。并可根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求自動(dòng)切換工作方式的功能。微型燃?xì)廨啓C(jī)為不穩(wěn)定的交流電源，需要先變?yōu)橹绷麟?，然后通過逆變技術(shù)變成標(biāo)準(zhǔn)的交流電，供給負(fù)荷或并入電網(wǎng)，即經(jīng)過AC-DC-AC變換接入微電網(wǎng)。并可根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求自動(dòng)切換工作方式的功能。微電源控制功能微電源的基本控制由微電源控制器完成，主要功能包括微電源自身的調(diào)節(jié)功能即微電源機(jī)組工作方式的切換。能量調(diào)節(jié)功能包括有功/無功控制、電壓/頻率調(diào)節(jié)、孤島模式下負(fù)荷分配/電壓、頻率調(diào)節(jié)等。微電源工作方式的切換根據(jù)微電網(wǎng)負(fù)荷用電需求并結(jié)合微電源控制策略切換微電源的工作方式。對(duì)于光伏電池在MPPT和定電壓模式之間切換。微型燃?xì)廨啓C(jī)可工作在定功率與功率可調(diào)的模式兩種方式下。在功率可調(diào)時(shí)可工作低位運(yùn)行和高位運(yùn)行兩種方式下。儲(chǔ)能裝置根據(jù)蓄電池的荷電狀況以及此時(shí)的負(fù)荷是需求，蓄電池可工作在充電模式與放電模式。能量調(diào)節(jié)功能有功功率調(diào)節(jié)在并網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，系統(tǒng)的頻率是固定，微電源發(fā)送分配好的有功功率，在孤網(wǎng)運(yùn)行模式下，通過快速的電力電子裝置，根據(jù)P-f下垂特性，調(diào)節(jié)微電源的輸出有功功率使功率輸出與負(fù)荷需求保持平衡。無功功率調(diào)節(jié)在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，能量控制器監(jiān)測(cè)負(fù)荷和無功的變化，通過儲(chǔ)能裝置進(jìn)行無功調(diào)節(jié)，并補(bǔ)償無功，維持系統(tǒng)功率平衡。在孤網(wǎng)運(yùn)行模式下，應(yīng)具備三個(gè)功能⑴根據(jù)預(yù)先設(shè)定的Q-V特性阻止末端電壓偏壓；⑵參與特定負(fù)荷線路的電壓調(diào)整；⑶根據(jù)負(fù)荷設(shè)定的功率因數(shù)補(bǔ)償無功。電壓調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)微電源電壓的幅值，相角，與系統(tǒng)要求相匹配，而且負(fù)荷和微電網(wǎng)的功率因數(shù)可得到控制。功率因數(shù)調(diào)節(jié)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟停時(shí)負(fù)載的功率因數(shù)是變化的，可以影響到微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)微電源無功輸出使負(fù)載的功率因數(shù)保持在預(yù)先設(shè)定的工作點(diǎn)。對(duì)分布式電源的控制除了滿足以上要求外，微電源自身還應(yīng)具有以下功能：通信功能接受能量管理系統(tǒng)的調(diào)度，同時(shí)上傳自身的各種狀態(tài)信息。輔助的電能質(zhì)量改善功能微電源在自身不對(duì)電網(wǎng)造成污染的前提下，能在一定程度上對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行諧波抑制和不平衡補(bǔ)償?shù)?。保護(hù)功能微電網(wǎng)內(nèi)部有數(shù)量眾多的分布式電源，且它們之間的距離短，這就造成了短路電流的急劇增大，而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置因時(shí)效性難以起到應(yīng)有的保護(hù)作用，嚴(yán)重威脅了電力電子設(shè)備的安全，所以分布式電源自身必須具備各種可靠的保護(hù)功能(如過壓、過流及故障等)。儲(chǔ)能裝置分類、特點(diǎn)、工作方式及接入設(shè)備功能儲(chǔ)能裝置的分類與特點(diǎn)[5]鉛酸蓄電池盡管能量密度小，但功率密度高、放電時(shí)間長(zhǎng)、由于技術(shù)成熟性價(jià)比高，因此成為當(dāng)今使用最為廣泛的蓄電池。當(dāng)蓄電池作為調(diào)節(jié)電源時(shí)，每次調(diào)度之前應(yīng)先檢查蓄電池的剩余容量，若負(fù)荷低谷時(shí)蓄電池容量已經(jīng)達(dá)到90%以上，則不給蓄電池充電;若剩余容量低于20%則暫時(shí)不用蓄電池，將它作為負(fù)載進(jìn)行充電(負(fù)荷高峰時(shí)不充電)一直到容量達(dá)到80%以上為止，否則作為電源參加經(jīng)濟(jì)調(diào)度。典型工作方式蓄電池可工作在功率可調(diào)的運(yùn)行方式或定功率的運(yùn)行方式。當(dāng)工作在功率可調(diào)的方式時(shí)遵循P-f下垂特性和Q-V下垂特性。在此工作方式下，蓄電池組可作為具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)電源，快速跟蹤負(fù)荷有功功率和無功功率的變化。當(dāng)工作在定功率的方式時(shí)按照設(shè)定值輸出有功功率和無功功率。裝置接入設(shè)備功能蓄電池為直流電源，由于他們的電壓等級(jí)低，需采用DC-DC中的Boost電路升壓至合適的電壓等級(jí)，然后通過逆變把直流電變換為標(biāo)準(zhǔn)的交流電，供給負(fù)荷或并入電網(wǎng)。即經(jīng)過DC-DC-AC變換接入微電網(wǎng)。蓄電池控制器具有對(duì)蓄電池電壓、電流、儲(chǔ)能的監(jiān)控功能，還有充放電功能和啟停限定功能。蓄電池充電時(shí)，能量管理系統(tǒng)主要監(jiān)視蓄電池的充電狀態(tài)、綜合健康度和安全中斷標(biāo)準(zhǔn)。主要監(jiān)測(cè)的參數(shù)有：電壓、電流和溫度。當(dāng)對(duì)蓄電池的所有狀態(tài)檢查完成后。蓄電池的充電定時(shí)器開始啟動(dòng)。如果檢測(cè)到蓄電池超過臨界安全值，則充電暫停，如果故障持續(xù)時(shí)間超過一定的值，則停止對(duì)蓄電池充電。并可根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求自動(dòng)切換工作方式的功能。系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)與策略聯(lián)網(wǎng)模式下的運(yùn)行目標(biāo)與策略在正常情況下，微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，由大電網(wǎng)提供剛性的電壓和頻率支撐，內(nèi)部微電源工作在電壓源或電流源狀態(tài)，在能量管理系統(tǒng)控制下，調(diào)整各自的功率輸出。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)共同承擔(dān)內(nèi)部負(fù)荷。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)能量管理的協(xié)調(diào)方案為：光伏發(fā)電一直保持MPPT模式；檢測(cè)儲(chǔ)能裝置的荷電狀況以確定是否充電。當(dāng)檢測(cè)到蓄電池未充滿時(shí)應(yīng)充電，若充滿就停止充電。能量控制器檢測(cè)負(fù)荷和無功的變化。在聯(lián)網(wǎng)模式時(shí)，蓄電池不參與供電。僅通過儲(chǔ)能裝置進(jìn)行無功調(diào)節(jié)，并補(bǔ)償無功，維持功率平衡，維持系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。微型燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)網(wǎng)模式時(shí)不參與供電。微電網(wǎng)能量管理器將增加與各級(jí)微電源之間的通信協(xié)調(diào)工作。并網(wǎng)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，由于微電源的分布式特性，可由微電源能量管理系統(tǒng)迅速定位故障點(diǎn)位置。當(dāng)故障點(diǎn)在微電網(wǎng)內(nèi)部時(shí)，由微電網(wǎng)能量管理控制器通過綜合各微電源的信息給出相應(yīng)調(diào)整；當(dāng)故障點(diǎn)在微電網(wǎng)外部時(shí)，通過主網(wǎng)調(diào)度中心與各高級(jí)調(diào)度中心相互通信以確定故障嚴(yán)重程度。如超出自身調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)微電網(wǎng)可選擇與主網(wǎng)斷開，進(jìn)入孤島運(yùn)行，這樣可同時(shí)保證主網(wǎng)與微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。孤島模式下的運(yùn)行目標(biāo)與策略[6][7][8]當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)電壓驟升、驟降、不平衡和諧波等電能質(zhì)量問題或有計(jì)劃?rùn)z修時(shí)，微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式，此時(shí)的電壓和頻率由內(nèi)部各微電源負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)。負(fù)荷和微電源地投切常用來維持功率平衡以此確保微電網(wǎng)的電壓和相角的恒定。因此控制策略必須確保敏感負(fù)荷的正常供電。微電網(wǎng)能量管理的協(xié)調(diào)方案為：⑴應(yīng)切除可中斷負(fù)荷確保微電網(wǎng)對(duì)敏感負(fù)荷的可靠供電，保證敏感負(fù)荷的正常工作；⑵光伏發(fā)電盡量一直保持MPPT模式（若需要可工作在電壓限制模式）；⑶根據(jù)儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行狀況，管理微型燃?xì)廨啓C(jī)的投切和發(fā)電容量。當(dāng)儲(chǔ)能裝置吸收部分能量時(shí)，切除部分微型燃?xì)廨啓C(jī)，當(dāng)儲(chǔ)能裝置釋放能量時(shí)，投入部分微型燃?xì)廨啓C(jī)來供電；⑷能量控制器檢測(cè)負(fù)荷和無功的變化，通過微型燃?xì)廨啓C(jī)或儲(chǔ)能裝置進(jìn)行P、Q調(diào)節(jié)，并無功補(bǔ)償，維持功率平衡，保證供電質(zhì)量。在孤網(wǎng)模式下各微電源協(xié)調(diào)控制策略：光伏電池應(yīng)保持MPPT模式，當(dāng)光伏電池輸出大于負(fù)荷消耗且蓄電池充滿時(shí)，應(yīng)工作在定電壓模式。蓄電池儲(chǔ)能為0，光伏輸出持續(xù)增加但小于負(fù)荷消耗時(shí)，蓄電池停止運(yùn)行。光伏輸出超過微電網(wǎng)負(fù)荷消耗，蓄電池未充滿。蓄電池充電。光伏輸出小于負(fù)荷消耗時(shí)或光伏輸出為零，蓄電池有儲(chǔ)能，應(yīng)工作在放電模式。當(dāng)光伏輸出超過微電網(wǎng)負(fù)荷消耗，應(yīng)工作在低輸出運(yùn)行模式。當(dāng)負(fù)荷需求持續(xù)增加，光伏電池和蓄電池已不能滿足負(fù)荷用電需求，微型燃?xì)廨啓C(jī)則增加輸出功率。光伏發(fā)電結(jié)束且儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能為零，則完全由微型燃機(jī)輪機(jī)供電。PCC接入監(jiān)控設(shè)備的功能與要求微電網(wǎng)PCC的各種狀態(tài)信息包括系統(tǒng)電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數(shù)等參數(shù)以及各個(gè)微電源的狀態(tài)信息能上傳給能量管理系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)根據(jù)這些參數(shù)制定控制方案，發(fā)布命令。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的功能與實(shí)現(xiàn)方法微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)綜合處理、方案制定、命令發(fā)布及與微電網(wǎng)并網(wǎng)功能，主要包括對(duì)微電源的控制、儲(chǔ)能裝置管理、負(fù)荷管理、來電自動(dòng)并網(wǎng)、斷電或故障自動(dòng)進(jìn)入孤島運(yùn)行的控制功能等[9]。方案制定、命令發(fā)布經(jīng)過通信上傳的PCC點(diǎn)，各微電源控制器，斷路器，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的各種參數(shù)，經(jīng)過綜合數(shù)據(jù)處理，制定微電源的投切、工作方式切換、功率輸出等調(diào)節(jié)，斷路器的通斷等控制策略。然后把這些設(shè)定值與控制命令發(fā)送各調(diào)節(jié)裝置。維持微電網(wǎng)的正常運(yùn)行。對(duì)微電源的控制功能根據(jù)能量管理系統(tǒng)的控制命令改變微電源的工作方式，并且按照發(fā)送的設(shè)定值調(diào)節(jié)微電源的功率輸出。能量管理系統(tǒng)檢測(cè)調(diào)節(jié)電源的輸出特性。當(dāng)負(fù)荷需求增大時(shí)，通知微電源增加輸出功率。當(dāng)負(fù)荷需求減少且蓄電池充滿時(shí)，則通知微電源減少輸出功率或關(guān)閉某些微電源。儲(chǔ)能裝置的管理蓄電池充放電與電壓、功率管理可檢測(cè)蓄電的充放電狀態(tài)，并且根據(jù)系統(tǒng)需求對(duì)其進(jìn)行充放電管理，并能控制儲(chǔ)能裝置的工作方式。以及輸出有功、無功功率，參與有/無功率調(diào)節(jié)。負(fù)荷管理根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)荷大小分配微電源的出力，保持微電源與負(fù)荷之間的平衡，在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，切除一般負(fù)荷，確保敏感負(fù)荷的正常供電。模式切換與通斷控制當(dāng)檢測(cè)大電網(wǎng)來電時(shí)，能自動(dòng)的將微電網(wǎng)由孤網(wǎng)運(yùn)行模式過渡到并網(wǎng)運(yùn)行模式下。當(dāng)并網(wǎng)后發(fā)生故障且故障點(diǎn)在微電網(wǎng)外部時(shí)，通過主網(wǎng)與各微電網(wǎng)相互通信以確定故障嚴(yán)重程度。如超出自身調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)微電網(wǎng)可選擇與主網(wǎng)斷開，進(jìn)入孤島運(yùn)行。并可實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)行模式的無縫轉(zhuǎn)換。并根據(jù)微電網(wǎng)的工作狀態(tài)發(fā)布微電源與斷路器邏輯控制控制命令。當(dāng)滿足投切條件時(shí)，能量管理系統(tǒng)通知微電源控制器和各斷路器動(dòng)作，完成預(yù)定的投切操作，以減少或增加輸電線路的功率，確保微電網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方案建立模型建立了典型的微電網(wǎng)模型，包括微電網(wǎng)的電壓等級(jí)、接線方式、運(yùn)行方式、負(fù)荷模型、微電源類型、容量以及位置的確定并建立合適的微電源仿真模型。電壓等級(jí)：380V/220V接線方式：微電網(wǎng)接線采用放射式接線。運(yùn)行方式：并網(wǎng)運(yùn)行、孤島運(yùn)行負(fù)荷模型：采用恒功率靜態(tài)模型來表示饋線上各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷，同時(shí)假設(shè)負(fù)荷三相對(duì)稱。負(fù)荷類型：敏感負(fù)荷非敏感負(fù)荷（可中斷負(fù)荷）負(fù)荷大小最大負(fù)荷：敏感負(fù)荷與一般負(fù)荷功率需求之和為最大負(fù)荷。 最小負(fù)荷：取最大負(fù)荷的30%為最小負(fù)荷。微電源類型:微型燃?xì)廨啓C(jī)、光伏電池、儲(chǔ)能裝置（鉛酸蓄電池）。微電源發(fā)電容量確定：微電源的額定功率應(yīng)該與敏感負(fù)荷峰值功率需求相匹配。微電源位置確定[10]：可選擇在線路中間偏末端的位置。微電網(wǎng)能量管理微電源管理根據(jù)微電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)制定相應(yīng)的控制策略在并網(wǎng)模式時(shí)，應(yīng)預(yù)先確定微電源的功率輸出值，能量管理系統(tǒng)合理分配設(shè)定值給各個(gè)微電源。并監(jiān)控PCC點(diǎn)的電量參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)無功不平衡時(shí)，并確定無功補(bǔ)償量，分配這個(gè)值于儲(chǔ)能裝置，使儲(chǔ)能裝置發(fā)無功，維持系統(tǒng)功率平衡。并根據(jù)并網(wǎng)運(yùn)行模式下微電源協(xié)調(diào)控制策略投切微電源。在孤網(wǎng)模式運(yùn)行時(shí)，根據(jù)負(fù)荷需求確定微電源的功率輸出值，能量管理系統(tǒng)合理分配設(shè)定值與各微電源。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的ＶＱ特性阻止末端電壓偏壓；參與特定負(fù)荷線路的電壓調(diào)整；根據(jù)負(fù)荷設(shè)定的功率因數(shù)補(bǔ)償無功。通過能量管理系統(tǒng)把這個(gè)這分配給調(diào)節(jié)微電源。維持電壓穩(wěn)定。能量管理系統(tǒng)根據(jù)能量管理控制算法確定設(shè)定值，分配給各微電源參與系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。儲(chǔ)能裝置的充放電管理能量管理系統(tǒng)主要監(jiān)視蓄電池的充電狀態(tài)、綜合健康度和安全中斷標(biāo)準(zhǔn)。按照能量管理系統(tǒng)的控制指令充放電。負(fù)荷管理提供負(fù)荷跟跟隨功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)荷大小，在并網(wǎng)模式下，負(fù)荷的供電主要由大電網(wǎng)提供。在孤網(wǎng)模式運(yùn)行時(shí)，一般負(fù)荷被切除，根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)荷大小，分配微電源的出力，保持微電源與負(fù)荷之間的平衡。能量管理系統(tǒng)通訊與控制功能微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)綜合處理、方案制定、命令發(fā)布及與微電網(wǎng)并網(wǎng)功能，主要包括對(duì)微電源的管理、儲(chǔ)能裝置管理、負(fù)荷管理、斷網(wǎng)與并網(wǎng)的控制功能等。各控制器經(jīng)過通訊線路上傳各自的狀態(tài)信息，包括的PCC點(diǎn)電網(wǎng)參數(shù)，各微電源輸出特性參數(shù)，斷路器通斷狀態(tài)，負(fù)荷的各種電量參數(shù)，經(jīng)過能量管理系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)處理，制定微電源的投切、工作方式切換、功率輸出等調(diào)節(jié)，斷路器的通斷等控制策略。然后把這些設(shè)定值與控制命令發(fā)送各調(diào)節(jié)裝置，維持微電網(wǎng)的正常運(yùn)行。上傳信息：PCC點(diǎn)：通過大電網(wǎng)監(jiān)控裝置上傳大電網(wǎng)的各種參數(shù)包括大電網(wǎng)的電壓、頻率、相位角等。在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式下，將大電網(wǎng)電壓、頻率與微電網(wǎng)當(dāng)前電壓和頻率做比較，分析是否同步，如果偏差超過允許范圍將調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置和光伏電池的功率輸出，以盡快與大電網(wǎng)同步。光伏電池功率電壓控制器：上傳光伏電池的工作方式（MPPT/定電壓），輸出電壓、電流、頻率，有功功率、無功功率等參數(shù)值。儲(chǔ)能裝置（蓄電池）功率電壓控制器：上傳儲(chǔ)能當(dāng)前的工作方式、充放電的電壓、電流，輸出時(shí)有功功率、無功功率等參數(shù)值，荷電狀態(tài)等。微型燃?xì)廨啓C(jī)功率電壓控制器：上傳微型燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀況（是否投入運(yùn)行、低位運(yùn)行、高位運(yùn)行、）工作方式、輸出電壓、電流、頻率，有功功率、無功功率等參數(shù)值。負(fù)荷參數(shù)：包括負(fù)荷的大小，電壓、電流，頻率，功率因數(shù)等。各斷路器的通斷狀況。發(fā)送命令:PCC點(diǎn)的信息在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式下，將大電網(wǎng)電壓、頻率與微電網(wǎng)當(dāng)前電壓和頻率做比較，分析是否同步，如果偏差超過允許范圍能量管理系統(tǒng)計(jì)算無功功率補(bǔ)償量，并把這個(gè)值傳送給儲(chǔ)能裝置。命令儲(chǔ)能裝置發(fā)送無功，維持系統(tǒng)平衡。當(dāng)監(jiān)測(cè)到大電網(wǎng)出現(xiàn)電壓擾動(dòng)等電能質(zhì)量問題或供電中斷時(shí)，通知隔離開關(guān)S1動(dòng)作，微電網(wǎng)轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式。當(dāng)大電網(wǎng)來電時(shí)，檢測(cè)當(dāng)前大電網(wǎng)與微電網(wǎng)的電壓、頻率、相位角，若微電網(wǎng)與電網(wǎng)不同步，能量管理系統(tǒng)計(jì)大電網(wǎng)與微電網(wǎng)的參數(shù)差額，計(jì)算出補(bǔ)償量，把這設(shè)定值通知給運(yùn)行中的微電微電網(wǎng)。調(diào)節(jié)功率輸出，盡快與大電網(wǎng)的同步。光伏電池在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式下：能量管理系統(tǒng)通知其一直工作在MPPT方式下。在孤網(wǎng)運(yùn)行模式下：當(dāng)光伏電池輸出大于負(fù)荷消耗且蓄電池充滿時(shí)并且儲(chǔ)能裝置充滿時(shí)，通知光伏電池控制器改變運(yùn)行方式，工作在定電壓方式下，否則應(yīng)一直保持工作在MPPT方式。當(dāng)光伏電池輸出為0時(shí)，通知光伏電池控制器停止運(yùn)行。儲(chǔ)能裝置根據(jù)負(fù)荷需求與荷電狀況確定其充放電與工作方式聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)：能量管理系統(tǒng)發(fā)送命令與儲(chǔ)能裝置，僅工作在充電的工作方式下，當(dāng)檢測(cè)到儲(chǔ)能裝置未充滿時(shí)。蓄電池充電。若充滿，則停止充電。孤網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)：蓄電池儲(chǔ)能為0，光伏輸出持續(xù)增加但小于負(fù)荷消耗時(shí)，蓄電池停止運(yùn)行。光伏輸出超過微電網(wǎng)負(fù)荷消耗，蓄電池未充滿。通知蓄電池控制器工作在充電方式。光伏輸出小于負(fù)荷消耗時(shí)或光伏輸出為零，并檢測(cè)到儲(chǔ)能裝置有儲(chǔ)能，通知儲(chǔ)能裝置放電。當(dāng)儲(chǔ)能裝置輸出為0時(shí)，通知儲(chǔ)能裝置控制器停止運(yùn)行。微型燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，能量管理系統(tǒng)通知微型燃?xì)廨啓C(jī)不投入運(yùn)行。在孤網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，當(dāng)光伏輸出超過微電網(wǎng)負(fù)荷消耗，通知微型燃?xì)廨啓C(jī)工作在低輸出運(yùn)行模式。當(dāng)負(fù)荷需求持續(xù)增加，光伏電池和蓄電池已不能滿足負(fù)荷用電需求，微型燃?xì)廨啓C(jī)則增加輸出功率。當(dāng)儲(chǔ)能裝置與光伏電池輸出為零時(shí)，通知兩個(gè)微型燃?xì)廨啓C(jī)完全供電。各斷路器的通斷控制在聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視個(gè)斷路器的通斷，當(dāng)某條支路或節(jié)點(diǎn)電壓、電流過高時(shí)，應(yīng)迅速切斷該支路或節(jié)點(diǎn)的斷路器，并發(fā)送維修指令，通知維修人員快捷解除故障，保障負(fù)荷的正常供電。在孤網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，通知隔離開關(guān)S1快速動(dòng)作斷開與大電網(wǎng)的連接，微電網(wǎng)進(jìn)入孤網(wǎng)運(yùn)行模式。斷路器S3、S11動(dòng)作切斷一般負(fù)荷的供電，確保敏感負(fù)荷的正常供電。當(dāng)微電網(wǎng)供電仍不滿足敏感負(fù)荷需求時(shí)，應(yīng)將敏感負(fù)荷中供電等級(jí)較低的較重要敏感負(fù)荷切除，通知斷路器S6或S10動(dòng)作，確保重要敏感負(fù)荷的正常供電。負(fù)荷的控制在聯(lián)網(wǎng)模式是，確保所有負(fù)荷的正常供電。在孤網(wǎng)模式時(shí)，首先將一般負(fù)荷切除，確保敏感負(fù)荷的供電。當(dāng)儲(chǔ)能裝置與光伏電池輸出均為0，且兩微型燃?xì)廨喥鹜耆╇姡圆荒軡M足負(fù)荷需求時(shí)，應(yīng)考慮將敏感負(fù)荷中供電優(yōu)先級(jí)較低的負(fù)荷切除，命令所在支路的斷路器斷開。保證重要敏感負(fù)荷的供電。若系統(tǒng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上供電等級(jí)相同的較重要敏感負(fù)荷時(shí)，能量管理系統(tǒng)應(yīng)采集當(dāng)前較敏感負(fù)荷的大小，并結(jié)合微電源的運(yùn)行情況做出判斷，若將較小負(fù)荷切除時(shí)，不會(huì)造成系統(tǒng)的電壓頻率降低，可將較小負(fù)荷切除，若會(huì)出現(xiàn)電壓、頻率不穩(wěn)定，須將較大負(fù)荷切除。當(dāng)某負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓超過允許范圍時(shí)，根據(jù)無功補(bǔ)償算法，制定無功補(bǔ)償量，并把這個(gè)設(shè)定值傳送送給調(diào)節(jié)電源，使其參與電壓調(diào)節(jié)。微電網(wǎng)的突發(fā)事故的處理聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，由于微電源的分布式特性，可由微電源能量管理系統(tǒng)迅速定位故障點(diǎn)位置。當(dāng)故障點(diǎn)在微電網(wǎng)內(nèi)部時(shí)，由微電網(wǎng)能量管理控制器通過綜合各微電源的信息給出相應(yīng)調(diào)整；當(dāng)故障點(diǎn)在微電網(wǎng)外部時(shí)，通過主網(wǎng)調(diào)度中心與各高級(jí)調(diào)度中心相互通信以確定故障嚴(yán)重程度。如超出自身調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)微電網(wǎng)可選擇與主網(wǎng)斷開，進(jìn)入孤島運(yùn)行，這樣可同時(shí)保證主網(wǎng)與微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。孤網(wǎng)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，由于微電源的分布式特性，可由微電源能量管理系統(tǒng)迅速定位故障點(diǎn)位置。當(dāng)故障點(diǎn)在微電網(wǎng)內(nèi)部時(shí)，由微電網(wǎng)能量管理控制器通過綜合各微電源的信息給出相應(yīng)調(diào)整；如超出自身調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)微電源斷路器可選擇與微電網(wǎng)斷開，微電網(wǎng)相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化如下圖2。圖1 微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖通知斷路器S2、S7開、S5、S9閉:微電網(wǎng)分割成兩個(gè)孤島區(qū)域，分別是饋線A中微型汽輪機(jī)和光伏電池并聯(lián)運(yùn)行，饋線B中蓄電池組和微型燃?xì)廨啓C(jī)并聯(lián)運(yùn)行。通知斷路器S2、S7閉、S5、S9開:微電網(wǎng)分割成三個(gè)孤島區(qū)域，分別是饋線A中微型汽輪機(jī)和饋線B中蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，饋線A中光伏電池和饋線B中微型燃?xì)廨啓C(jī)各自獨(dú)立運(yùn)行，單獨(dú)為敏感負(fù)荷一對(duì)一供電。通知斷路器S2、S7、S9閉、S5開:微電網(wǎng)分割成兩個(gè)孤島區(qū)域，分別是饋線A中微型汽輪機(jī)和饋線B中蓄電池組和微型燃?xì)廨啓C(jī)并聯(lián)運(yùn)行，饋線A中光伏電池獨(dú)立運(yùn)行，單獨(dú)為敏感負(fù)荷一對(duì)一供電。通知斷路器S2、S5、S7閉、S9開:微電網(wǎng)分割成兩個(gè)孤島區(qū)域，分別是饋線A中微型汽輪機(jī)和光伏電池與饋線B中蓄電池組并聯(lián)運(yùn)行，饋線B中微型燃?xì)廨啓C(jī)獨(dú)立運(yùn)行，單獨(dú)為敏感負(fù)荷一對(duì)一供電。通知斷路器S2、S5、S7、S9全開:微電網(wǎng)全部解列，4個(gè)微源分別獨(dú)立運(yùn)行，單獨(dú)為各自的敏感負(fù)荷一對(duì)一供電。幾種不同的孤島拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接決定了微電網(wǎng)對(duì)微電源所采取的控制方法。能量管理系統(tǒng)根據(jù)其特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)制定控制策略，并發(fā)出警報(bào)信號(hào)，告知維修人員，盡快解決故障。保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。幾種不同的孤島拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接決定了微電網(wǎng)對(duì)微電源所采取的控制方法。能量管理系統(tǒng)根據(jù)其特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)制定控制策