微电网的运行优化策略

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。

微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。

微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。

微电网的控制策略

微电网分为三层控制，在离网模式下微电网常用的控制模式是主从控制和对等控制。

微电网的状态与控制分层

微电网的主从控制和对等控制是两种不同的控制策略，它们各自具有独特的特点和适用场景。

主从控制模式是指在微电网中，一个或多个分布式电源或储能装置被设定为主控制器，负责向微电网中的其他分布式电源提供电压和频率参考。而其他分布式电源则作为从控制器，采取恒功率控制，根据主控制器的指令来决定自己的运行方式。

这种控制模式适用于孤岛运行模式，主控制器的功率输出需要在一定范围内可控，并且能够迅速跟踪负荷的波动变化。然而，主从控制模式存在明显的缺点，即整个系统对主控制单元的依赖性很强，如果主控制单元失控，整个系统可能也会失控。

相比之下，对等控制模式则强调微电网中各个节点之间的平等地位，它们具有相同的控制权，可以相互协作完成控制任务，而不需要一个中心控制器。

这种控制模式可以分为有通信和无通信两种类型。在有通信的对等控制中，各个子系统之间需要保持高质量的通信，以确保微电网系统的稳定运行。而在无通信的对等控制中，各个子系统之间不需要进行通信，而是根据各自内部的状态进行调整，这提高了系统的稳定性，并避免了信号的干扰。

关键技术

总体而言分布式电源类型的多样性及微电网运行方式的复杂性使得微电网有别于传统电力系统。下图所示的是微电网的规划设计、运行优化、保护控制、仿真实验等关键技术。

① 规划设计：

微电网规划设计的目的是在对负荷需求和可再生能源资源情况进行充分分析预测的基础上，依据特定的目标和系统约束条件，确定系统结构及设备配置，尽可能实现系统经济性、环保性及能源利用效率等量化指标的优化。

② 运行优化：

微电网的运行优化策略由能量管理系统在已知各种运行信息的基础上制定完成。目的是根据分布式电源出力预测、微电网内能源需求、市场信息等数据，按照不同的优化运行目标和约束条件做出决策，实时制定微电网运行调度策略，通过对分布式电源、储能设备和负荷的灵活调度来实现系统的优化运行。

③ 保护控制：

微电网保护涉及的故障情况可分为微电网外部故障和微电网内部故障。其中，微电网内部故障在微电网并网运行和孤立运行两种模式下，所呈现的故障特性及所采取的保护方法又有所不同，且与微电网内分布式电源的控制方式紧密相关。

审核编辑：黄飞