基于HMFC的交直流混合微電網控制

　　策略研究

劉洋1，李獻偉1，王偉1，呂東旭2，孫旺1

（1．許繼集團有限公司，河南 許昌 461000；2．許繼（廈門）智能電力設備股份有限公司，福建 廈門 361101）

　　摘 要

　　混合微電網潮流控制器（hybrid microgrid flow controller，HMFC）作為交直流混合微電網中的接口變換器，其控制策略的優劣直接影響整個交直流混合微電網能否安全穩定運行。文章提出一種同時存在交直流大電網的新型交直流混合微電網結構，同時為了使在交流大電網斷開時交直流混合微電網能夠安全穩定運行，提出一種適用于該種情況下的HMFC控制策略，并分析了不同交流負荷投切、不同交流光伏出力轉換以及不同交流儲能充放電轉換下HMFC對交流母線電壓及交流母線頻率的穩定能力。通過所搭建的仿真實驗模型，對不同情況下的交直流微電網運行情況進行了仿真實驗。結果表明，所提出的HMFC控制策略能夠良好地穩定交流母線電壓及交流母線頻率，且有較高的響應速度。

　　隨著以石油煤炭為主的非可再生能源的日益枯竭和人類生存環境的日益惡化，以光伏發電等可再生能源為主的分布式發電（distributed generation，DG）越來越受到人們的關注。隨著分布式發電的接入量不斷增大，其對電力系統穩定運行也造成了一定的隱患。而當電力系統發生故障時，必須立刻對分布式發電進行切除，這也大大地降低了分布式發電的利用效率。因此，一個集分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置及相關負荷保護和控制裝置于一體的小型發配電系統（微電網）就應運而生。微電網對于傳統的大電網來說是一個可控單元，可以向大電網輸入輸出功率，必要時可以進行切除；而對微電網內負荷來說，微電網可以保證其內部能量的優化分配與平衡，提高用電質量。

　　目前絕大多數的微電網為交流微電網，通過控制公共連接點（point of common coupling，PCC）開關可以完成微電網孤島運行與并網運行之間的切換。由于光伏、燃料電池等發電系統和蓄電池儲能系統、超級電容儲能系統等均輸出為直流電，若要接入交流電網則必須附加相應的電力電子變流設備，大大增加了微電網的投入。因此，直流微電網由于其高效性、可靠性和經濟性則越來越受到人們的關注。由于微電網中可能會同時包含交流電源和直流電源，以及直流負荷和交流負荷，因此交直流混合微電網勢必成為微電網的一個重要發展趨勢。

　　本文構建了一個在交直流側微電網中均有外接大電網的交直流混合微電網，使得當交流大電網發生故障斷開后，直流大電網依然能夠保證整個微電網的穩定運行，增強了整個系統的魯棒性；研究了交流大電網斷開情況下HMFC的控制策略，以及交直流混合微電網中不同交流負荷投切、不同交流光伏出力轉換以及不同交流儲能充放電轉換情況下HMFC對交流母線電壓和頻率的穩定能力。通過在所搭建的仿真模型中的運行結果可以看出，本文所提出的建模方法與HMFC控制策略十分有效。

　　Hello，伙伴們

　　劉洋，李獻偉，王偉，等.基于HMFC的交直流混合微電網控制策略研究[J].供用電，2017，34（5）：38-43.

　　LIU Yang, LI Xianwei, WANG Wei，et al.Research on the Control Strategy of Hybrid AC/DC Microgrid Based on HMFC[J].Distribution & Utilization，2017，34（5）：38-43.