【摘要】微網(wǎng)是指由儲能裝置、分布式電源、能量轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控和保護裝置、先關負荷匯集而成的微型發(fā)配電系統(tǒng)，又被稱為微電網(wǎng)。它能實現(xiàn)自我保護、控制和管理，不僅能與外部的電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以獨立運行，是智能電網(wǎng)不可或缺的部分。微網(wǎng)這一概念被提出來規(guī)范分布式發(fā)電，使其“友好地”接入電網(wǎng)，協(xié)調(diào)分布式發(fā)電與電網(wǎng)之間的矛盾。微網(wǎng)是解決分布式電源大規(guī)模接入電網(wǎng)的重要方法，也是發(fā)展智能電網(wǎng)的重要研究內(nèi)容。 微網(wǎng)運行控制和微網(wǎng)及含微網(wǎng)電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與控制是微網(wǎng)研究的關鍵技術，為微網(wǎng)應用于實際和大規(guī)模微網(wǎng)接入電網(wǎng)提供理論參考和技術支持。微網(wǎng)的興起對解決分布式電源并網(wǎng)的政策、市場和技術等方面的問題有非常重大的意義。為了發(fā)揮分布式發(fā)電技術在環(huán)境、經(jīng)濟和能源中的優(yōu)勢，微電網(wǎng)被很多國家納入了未來電網(wǎng)發(fā)展的進程。微網(wǎng)的電能質(zhì)量問題不容忽視，本文對微網(wǎng)運行和電能質(zhì)量控制進行簡單的分析和探討。

　　【關鍵詞】微網(wǎng)運行；電能質(zhì)量控制；分析

　　0.引言
　　隨著技術的進步，過去的幾十年中，電網(wǎng)規(guī)模擴大，逐步發(fā)展成為集遠距離輸電和集中發(fā)電的超大型互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)。但是不斷增大的遠距離輸電量使得外來電力對受端電網(wǎng)的影響越來越大，電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性不斷下降，并且難以滿足供電多樣化的需求。另外，，常規(guī)能源枯竭、環(huán)境污染等問題日益突出，分布式電網(wǎng)以其高效、環(huán)保、靈活的特點備受青睞�？稍偕�能源可有效緩解全球能源危機，提高能源可持續(xù)發(fā)展能力。分布式發(fā)電是可再生能源開發(fā)利用的有效途徑，它充分利用各種可用的分散存在的能源進行發(fā)電，有利于緩解集中發(fā)電設施建設的壓力，是大電網(wǎng)的有效補益。分布式發(fā)電優(yōu)勢明顯，然而，由于分布式發(fā)電的隨機性和分散性，大規(guī)模接入會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來影響，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，分布式發(fā)電必須與電網(wǎng)斷開，無法發(fā)揮分布式發(fā)電削峰填谷的作用。電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量，完美對稱的正弦波是理想電網(wǎng)的表現(xiàn)。對稱正弦會受到一些因素的影響，從而產(chǎn)生電能質(zhì)量問題，本文對微網(wǎng)運行產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題進行簡單的分析研究。
　　1.微網(wǎng)運行中的電能質(zhì)量控制出現(xiàn)的問題
　　1.1微網(wǎng)的系統(tǒng)結構
　　微網(wǎng)的系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電部分、電力系統(tǒng)動模實驗室中的發(fā)電組和風力發(fā)電部分構成[1]。如下圖所示：
　　風力發(fā)電采用雙饋發(fā)電機、異步發(fā)電機和同步發(fā)電機這三種并網(wǎng)方式。首先，整流器對同步發(fā)電機發(fā)出的電能進行整流，再通過逆變器變成交流，最后通過隔離變壓器進取電網(wǎng)。雙饋發(fā)電機和異步發(fā)電機通過定子繞組直接并入電網(wǎng)。光伏發(fā)電則是先有光伏電池產(chǎn)生電能，再通過DC/DC變壓器升壓，最后經(jīng)有源濾波器和逆變器并入電網(wǎng)。
　　微電網(wǎng)分為兩種形式，即聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)和獨立型微電網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和獨立兩種運行模式。在并網(wǎng)工作模式下，它一般與中、低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，互為支撐，實現(xiàn)能量的雙向交換。在外部電網(wǎng)故障情況下，可轉(zhuǎn)為獨立運行模式，繼續(xù)為微電網(wǎng)內(nèi)重要負荷供電，提高重要負荷的供電可靠性。通過采取先進的控制策略和控制手段，可保證微電網(wǎng)高電能質(zhì)量供電，也可以實現(xiàn)兩種運行模式的無縫切換。
　　1.2微網(wǎng)電能質(zhì)量問題
　　1.2.1諧波
　　配電網(wǎng)中的諧波問題是一般是由非線性負荷引起的，微網(wǎng)的諧波環(huán)境比較復雜，共分為三類：配電網(wǎng)及微網(wǎng)中的非線性負荷，儲能裝置和微電源電力電子接口。第一，微網(wǎng)在并網(wǎng)運行時，PCC會將配電網(wǎng)的電壓諧波滲透到微網(wǎng)中，諧波的含量雖然很小，但是很可能放大微網(wǎng)的諧波。第二，儲能裝置和微電源的電力電子接口變換器會產(chǎn)生諧波，微電網(wǎng)的的非線性負荷也會引起諧波，如治理不及時，有可能造成公共連接點的電壓波形畸變。
　　1.2.2閃變和電壓波動
　　傳統(tǒng)配電網(wǎng)中的閃變和電壓波動重要是由負荷的無功率波動引起的。微網(wǎng)中的閃變和電壓波動不僅受負荷的影響，微電源的輸出功率波動也是影響微網(wǎng)中善變和電壓波動的重要影響因素。負荷引起的電壓波動與電路短路容量成反比，與負荷的無功功率成正比[2]。由于微網(wǎng)中的部分微電源是不可調(diào)度電源，受自然條件的影響比較明顯，因此可以將其視為負負荷，微電源造成的電壓波動與微網(wǎng)的短路容量成反比，與微電源的輸出功率的波動成正比。微網(wǎng)在獨立運行時，因其短路容量較小，電壓的波動會變得比較嚴重。微網(wǎng)在并網(wǎng)運行時，引起短路容量較大，電壓的波動可以被限制在比較小的范圍。
　　1.2.3三相電壓不平衡
　　負荷不對稱會引起配電網(wǎng)中三相電壓的不平衡，配電網(wǎng)的三相電壓不平和或者負荷不平衡則是微網(wǎng)中三相電壓不平衡的原因。在配電網(wǎng)三相電壓不平衡程度較輕，微網(wǎng)仍在并網(wǎng)運行的情況下，微網(wǎng)的正常運行會受到不良影響，導致三相電流不平衡，產(chǎn)生大量的零序和負序電流，最終會引起PCC出三相電壓不平衡。
　　1.2.4頻率波動
　　微網(wǎng)在獨立運行時，其頻率是由儲能裝置和微電源共同調(diào)節(jié)的，由于微電源大部分是電力電子接口，模仿傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電設備在靜態(tài)時的發(fā)電特性，采用下垂特性進行一次調(diào)頻，可調(diào)度的微電源和儲能裝置共同完成第二次調(diào)頻[3]。微網(wǎng)在并網(wǎng)運行時，則由主電網(wǎng)進行調(diào)頻，以保證微網(wǎng)的頻率穩(wěn)定，這種情況下，調(diào)頻方式與傳統(tǒng)配電網(wǎng)一致。
　　2.改善措施
　　2.1諧波的改善措施
　　SAPF的原理是先從補償對象檢測出無功電流和諧波電流等分量，再由補償裝置產(chǎn)生于檢測出的極性相反但是分量大小相等的補償電流分量，從而抵消無功電流和諧波電流等分量。SAPF原理的特點有：補償功能多樣化，補償特征不收電網(wǎng)阻抗的影響，動態(tài)響應快。
　　2.2閃變和電壓波動的改善措施
　　對于閃變和電壓的波動抑制措施要根據(jù)電網(wǎng)的實際狀況而定，主要的改善措施有以下幾種：第一，在電網(wǎng)的設計時應提高供電點的短路容量。第二，自備發(fā)電廠，通過大型同步電動機進行跟蹤補償。第三，將兩個以上的沖擊負荷在時間上錯開，或設立單獨的動態(tài)無功能補償器加以解決。
　　2.3三相電壓不平衡的改善措施
　　由于微網(wǎng)是三相四線制的電網(wǎng)，三相間的不平衡電流是無法避免的。由于用電的不規(guī)律性導致低壓供電系統(tǒng)三相電壓負荷長期不平衡，對于三相不平衡，電力部門要盡量合理分配負荷[4]。在建設、設計微網(wǎng)特別是并網(wǎng)運行時要盡量注意均衡負荷，最大限度的平衡三相上的負荷電流。
　　2.4頻率波動的改善措施
　　由于微網(wǎng)在獨立運行時，頻率是由微電源和儲能裝置共同調(diào)節(jié)，為了控制微網(wǎng)頻率波，有關學者提出了一個虛擬慣性頻率控制的方法，即使微網(wǎng)電源既能有下垂特性，又有與同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子相類似的慣性。發(fā)生擾動時，能支撐電網(wǎng)的頻率從而提高微網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。
　　3.結語
　　微網(wǎng)技術的優(yōu)點是有目共睹的，但是由于微電源的自身特性，微網(wǎng)的電能質(zhì)量和微網(wǎng)運行的穩(wěn)定性受其影響很大。目前研究微網(wǎng)的文獻主要探討的是分布式電源在接入配電網(wǎng)后對電能質(zhì)量的影響。我國對微電網(wǎng)的研究起步較晚，在關鍵技術方面取得了一些成績，但與國外發(fā)達國家相比相差甚遠。在能源日益枯竭的今天，對微網(wǎng)的研究和利用勢在必行，國家出臺了微電網(wǎng)相關的政策，并在“十二五”期間建設了三十多個微網(wǎng)示范工程，微網(wǎng)在國內(nèi)外的市場前景非常廣闊。未來，微電網(wǎng)將成為綜合能源系統(tǒng)，向結構多樣化、控制智能化、概念擴大化、功能復雜化等方向發(fā)展。