微電網穩定性的研究

高昕　束漢檳

【摘 要】微電網是指由多種分布式發電（DG）及負荷按照一定拓撲組成，通過并網開關和主網相連的小型供電網絡。其中微電網的穩定性控制是最核心的問題，本文對系統的穩定性進行了分析。

【關鍵詞】微電網；分布式發電；穩定性；并網開關

0 引言

自工業革命以來，人類對化石燃料有著過度的依賴，畢竟化石燃料的儲存是有限的，有報告預測，現有的石油和天然氣儲備量將在50年內耗盡，煤的使用也只能維持120年。面對需求越來越多的能源問題，在能源危機和環境污染日益加劇的嚴峻形勢下，國內外的許多學者幵始廣泛研究基于太陽能、風能、生物質能、燃料電池等可再生能源和清潔能源的分布式發電技術。盡管分布式電源有很大的優點，但是和大電網相比，它仍是屬于不可控的，所以它也常常被大電網限制或者隔離。為了平衡大電網和分布式電源的矛盾，微電網的概念被相應的提了出來。

1 分布式發電系統的發展現狀

隨著我國經濟建設的飛速發展，我國集中式供電網規模迅速膨脹。這種發展所帶來的安全性問題不容忽視，2008年初雪災中出現的電力系統事故充分暴露了集中式供電網潛在的安全隱患。另外，由于各地區經濟發展不平衡，對于廣大經濟不發達的農村地區來說，特別是農牧地區和偏遠山區，要形成一定規模的、強大的集中式供電網需要巨大的資金投入，所需的時間也很長。因此，能源供應嚴重制約著這些地區的經濟發展，而分布式發電技術則剛好可以彌補這一不足之處。在我國西北部廣大農村地區風力資源十分豐富，風力發電應用速度迅猛，除自用外，還可送往其他地區，這種無污染綠色能源還可以減輕當地的環境污染。分布式發電系統中的可再生能源除風力發電外，還有很多其他的發電方式。在我國城鎮，分布式發電技術作為集中供電方式技術不可或缺的重要補充，將成為我國未來能源領域的一個重要發展方向。

2 微電網的基本組成

3 分布式發電系統的穩定性分析

分布式供電系統是由許多個子系統組成的，由于子系統通常情況下都是基于它本身的要求來設計的，當不同的子系統聯級的時候，系統就有可能性能下降，甚至不穩定。

對于系統穩定性判定方法可以采用的是阻抗分析法，即分別測量電源模塊的輸出阻抗ZO（s）和負載模塊的輸入阻抗Zi（s），再計算兩個阻抗的比值。如果小環路增益Tm=ZO（s）/Zi（s）滿足奈奎斯特穩定判據，即滿足丨ZO（s）/Zi（s）丨<1，那么系統就是穩定的；假如不滿足上述條件，系統就不具有足夠的穩定裕量。如果在設計的時候能夠滿足阻抗規范說明，就可以大大減小系統聯級時性能下降甚至不穩定的情況發生。對于圖2所示的直流母線分布式供電系統而言，所設計的負載系統是由多個子模塊組成的，如果只對整體系統的阻抗Zi進行規范是不夠的，并不能系統是穩定的。這樣的情況要對每個模塊的Zin分別進行規范，才有可能保證整體系統有足夠的穩定裕量。

4 小結

本文對系統的穩定性進行了分析，穩定性在系統的運行中有著非常重要的作用，它直接關乎到系統的安全和質量問題。在系統的穩定性方面方面還需要做進一步的改進，像微電網的多采用的電力電子接口導致系統慣量比較小，容易擾動而產生動彈，在以后的研究中也仍將重點在這方面。

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[責任編輯：朱麗娜]