2 负荷控制策略
微电网 由 并 网 运 行 向 孤 网 切 换 或 孤 网 运 行 时，检测到电流、电压等超过允许范围时，需按照 预先设定的负荷控制策略切除部分负荷，使线路 潮流保持在允许范围内，在维持稳定运行的基础 上，考虑负荷控制的经济性。
微电网负荷波动时，频率变化率（ df / dt） 可作 为电网功率缺额的信号，用于加速切负荷（ 或机 组） 及早抑制频率的大幅度变化。文献［10］ 基 于频 率 变 化 率 提 出 微 电 网 低 频 减 载 策 略，采 用 PID 控制器构成频率闭环控制回路，根据微网系 统的功率缺额，调整 PID 控制算法，并分别采用粗
为实现微电网负荷经济控制，文献［12］针对 风光柴储联合发电系统，综合考虑购售电价、节点 负荷约束条件和节点单位切负荷费用等因素，建 立以赔偿费用最小为目标的微网负荷控制模型， 根据当时微电网运行的发电和用电情况决定切 / 并负荷顺序和相应的切 / 并负荷量，实现微网经济 运行。
农村微电网孤网运行且 DG 输出功率不满足 负荷需求时，存在切除负荷或调节负荷的顺序不 确定问题，文献［13］提出了基于模糊聚类的农村 智能电网 负 荷 控 制 策 略，利 用 多 元 统 计“物 以 类 聚”的分 类 方 法，将 农 村 微 电 网 孤 网 运 行 模 式 下 的负荷按等级、可控特性及位置 3 个属性进行聚 类，得出负荷的控制顺序，提高了农村电网的供电 可靠性和经济性。
负荷变化导致频率和电压波动，波动幅值取 决于负荷的电压 /频率敏感度和下垂特性。微电 网的频率控制通过调节 DG 的有功输出使微电网 频率恢复到额定值（ 如 50 Hz） ，类似于传统发电 机的二次调频功能。电压控制通过调节 DG 的无 功输出使电压幅值保持在指定值。微电网采用主 从控制策略时，主控 DG 一般采用该控制方法，孤 网运行时可提供电压和频率支撑，相当于平衡节 点。燃气轮机、燃料电池及储能装置输出功率稳 定，且可根据负荷需求调整发电量，可采用该类控 制策略。
日本 Hachinohe 微电网示范项目采用两层控 制结构，中央控制器与各 DG 间采用光纤通讯，通 讯失败将导致整个系统无法正常工作。中央控制 器首先对 DG 发电功率和负荷需求量进行预测， 然后制 定 相 应 运 行 计 划，进 行 经 济 调 度 （ 分 钟 级） ； 根据采集的电压、电流、功率等信息，对运行 状态进行实时调整，实现潮流控制（ 秒级） ； 控制 各 DG、负荷和储能装置的起停，实现微电网电压 和频率的控制（ 毫秒级） ，并为系统提供相关保护 功能［29］。 3． 1． 2 基于多代理技术的分层控制模式
第 42 卷 第 11 期 2014 年 11 月
Vol． 42 No． 11 Nov． 2014
微电网控制策略综述
苏 玲1 ，周 翔2 ，季 良1 ，赵冬梅3
（ 1. 国网智能电网研究院科技信息部，北京 102200； 2. 国家电网公司科技部（ 智能电网部） ，北京 100031； 3. 华北电力大学电气与电子工程学院 北京 102206）
微电网是将分布式电源、负荷、储能元件以及 控制和保护装置等集合，形成一个单一可控的单 元，同时向用户提供冷、热、电能 ［1］。良好运行控 制是实现微电网诸多技术经济优势的前提，也是 微电网研究 领 域 的 关 键 问 题 之 一［2］。 微 电 网 灵 活的运行方式带来了潮流和信息的双向互动，使 其控制与传统控制有显著不同，其控制必须保证： 在并网和孤岛运行方式下，都能控制局部电压和 频率，使系统安全稳定运行； 提供或者吸收电源和 负荷之间的暂时功率差额； 根据故障情况或系统 需要，平滑自主地实现实现与主网分离、并列或两 者的过渡转化［3-5］。
2． Department of Science Technology＆ Smart Grid，State Grid Corporation of China，Beijing 100031，China； 3． School of Electrical Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）
3 微电网控制策略
微电网灵活的运行方式与高质量的供电服务 离不开完善控制系统。对目前微电网研究现状与 示范工程案例进行总结，其控制策略可分为三大 类： 集中控制、分散控制和混合控制。 3． 1 微电网集中控制策略
微电网集中控制类似于传统电力系统或大规 模分布式发电系统的集中控制，设立中央控制单 元，所有的信息都流入该单元，实时处理后下达控 制指令，控制信号通过高速的通信网络传送至微 电网内各单元。分层控制和基于多代理技术的分 层控制一般均通过中央控制单元对逆变器发出控 制命令并参与动态调节，可看作集中控制。 3． 1． 1 分层控制模式
摘 要： 微电网灵活运行方式使其与传统控制有显著不同。详细介绍了微电网构成元件分布式电源和负荷的 控制策略； 在此基础上对现有微电网控制策略进行分类，并阐述了集中控制、分散控制和混合控制各种方法的 特点； 最后对微电网各控制策略优缺点进行总结。 关键词： 分布式电源控制； 负荷控制； 集中控制； 分散控制； 混合控制 作者简介： 苏 玲（ 1977） ，女，博士，工程师，从事智能电网技术研究及管理工作。 中图分类号： TM71 文献标志码： A 文章编号： 1001-9529（ 2014） 11-2249-05 基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51377054）
有功、无功控制可使 DG 输出功率与指定有 功和无功功率一致； 有功、电压控制可使 DG 输出 的有功功率和出口电压与指定有功和电压一致。 其中 P 通过微电网能量管理2（ 11）
歇性 DG 的最大输出功率，Q 和 V 可通过能量管 理系统给定或通过电压无功下垂方法确定。当微 网系统并网运行或有维持电压和频率的 DG 时， 光伏和风电等间歇性 DG 可采用该类控制方法， 实现能源的最大化利用。 1． 2 下垂控制
下垂控制是通过解耦进行电压和频率调节的 方式，主要有两类： 一种与传统同步发电机调节相 似，为有功—频率和无功—电压正调差方式，另一 种为有功—电压和无功—频率反调差方式。此两 种下垂控制的原理相同，采用何种调差方式不仅 受线路阻抗参数、滤波器参数的影响，还与控制器 参数密切相关［8］。但一般情况下，由于反调差下 垂控制存在诸多限制，在微电网中采用正调差下 垂控制比采用反调差下垂控制会取得更好的效 果［9］。下垂控制根据局部测量量实现控制，在微 电网采用对等控制策略时，各 DG 一般采用该控 制方法。 1． 3 电压频率控制
为实现对微电网的灵活、可靠控制，首先介绍 了微电网基础构成元件分布式电源和负荷的控制 策略，在此基础上将现有微电网控制策略分为集 中控制、分散控制和混合控制三类，并对各种控制 策略的不同控制模式进行详细阐述，最后总结了
微电网各种控制方法的优缺点。
1 分布式电源控制策略
分布式电源接入电网的方式通常有两类： 通 过逆变器接入和通过旋转电机接入。通过旋转电 机接入的分布式电源控制技术较为成熟［6］，且大 部分微电网的电源主要是逆变型 DG，故本文针 对逆变型分布式电源介绍控制策略。逆变型分布 式电源控制策略可分为有功、无功控制（ PQ control） 或 有 功、电 压 控 制 （ PV control ） ，下 垂 控 制 （ droop control） 和电压频率控制 （ V / f control） ［7］ 三类。 1． 1 有功、无功控制或有功、电压控制
微电网分层控制模式适用于其分布式特性、 海量的控 制 数 据 以 及 灵 活 的 运 行 方 式。 文［28］ 中的微电网采用三层集中控制结构，在微电网并
苏 玲，等 微电网控制策略综述
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网运行时，考虑双向（ 用户竞价和市场定价） 竞价 机制，通过集中控制器来优化各 DG 的功率输出 与大电网进行能量交换，参与微电网动态调节。
调轮、细条轮，紧急启动轮等方法，可自适应地切 除负荷。基于频率变化率负荷控制有以下缺陷： 频率变化率与被切负荷的数量关系难以确定； 不 同地点的频率变化率不同，按相同的频率变化率 切负荷易引入误差。
为保证微电网紧急运行状态下电压稳定，文 献［11］引入 Hopfield 模型，以二次能量函数为目 标函数、将负荷潮流雅可比矩阵的最小特征值作 为近似指标，切除一定数量负荷来维持指标的阂 值，使电压保持在允许范围内。
文献［30］将多代理技术应用于微电网控制， 设立 3 层 Agent： 元件 Agent、微电网 Agent、上级电 网 Agent。微电网 Agent 接受元件 Agent 信息并进 行管理，根据微电网运行状况及调整策略为其提 供相应的控制策略等。上级电网 Agent 综合下层 Agent 信息，以多目标优化（ 主要包括： 经济性指 标和电能质量指标） 的思想对电网进行分析后， 通过通信为各微电网 Agent 分配定值，微电网 Agent 通过对元件 Agent 的调度形成对上级电网的 有效支撑，如参与配电网的频率、电压控制和谐波 治理等。当微电网内部发生故障时，由微电网 Agent 综合各元件 Agent 的信息给出相应调整； 当 故障点在微电网外部时，通过主网 Agent 与各高 级 Agent 相互通信以确定故障严重程度。如超出 自身调节能力，相应微电网 Agent 可选择与主网 断开，进入孤岛运行，同时保证主网与微电网的安 全稳定运行。 3． 2 微电网分散控制策略
Overview of Microgrid Control Strategy
SU Ling1 ，ZHOU Xiang2 ，JI Liang1 ，ZHAO Dong-mei3 （ 1． Department of Science and Information Technology，State Grid Smart Grid Ｒesearch Institute，Beijing 102200，China；
微电网中央控制单元需处理大量信息、数据， 基于多代理技术的分层控制模式是将微电网控制 系统 划 分 为 若 干 小 型 的、相 互 通 信、易 于 管 理 的 Agent，完成不同 控 制 功 能，是 对 传 统 分 层 控 制 方 法的 改 进，具 有 很 好 的 自 主 性、启 发 性 和 响 应 能 力。