王惠娟 陆乐

摘要：本文介绍了多元协同微电网电能质量动态补偿的意义、微电网微源及控制策略模型的构建方法、微电网电能补偿控制策略，以期在新能源技术稳定推进的同时，切实保证电网系统供电的安全性与稳定性。

关键词：多元协同;微电网;电能质量;动态补偿控制

引言

能源是当前社会经济发展不可或缺的基础，受现阶段全球温室效应、化石能源枯竭等问题的影响，能源转型问题受到了人们的广泛关注，在此过程中，分布范围广、来源清洁环保的新能源得到了广泛的应用。现阶段，为切实提升新能源的应用质量，相关工作人员需要强化对多元协同的微电网电能质量动态补偿控制工作的研究。

一、多元协同微电网电能质量动态补偿的意义

近年来，为更好地满足人们对电力资源的需要，风电、水电等新能源得到了人们的广泛欢迎，并且这些能源在应用过程中不仅能够进一步提升资源的利用率，还能减少火力电厂发电的成本，将新能源作为当前电网系统的补充，在节能减排的同时，可以更好地保护自然资源。在当前的社会发展过程中，分布式发电技术因具有能源形式多样、不受地理环境限制、适用于交流与直流电网等优点成为当前新型输配电工作的关注重点之一，微电网作为对多种分布式微源发电系统进行整合的一种发配电系统，在实际应用过程中，不仅能够独立运行，还能参与到局部区域配电网的能量负荷调节工作当中。但需要注意的是，当前新能源电网体系受其地理位置的影响，较为分散，孤岛能力较差，在当前微电网控制力不断增强的背景下，分布式新能源接入电网会导致微电网中电力电子变流器变得更为脆弱，现阶段，为切实解决上述问题，对多元协同的微电网电能质量进行动态补偿成为一项极为重要的工作[1]。

二、微电网微源及控制策略模型的构建方法

现阶段，微电网三相电压时域函数一般用正弦量或者余弦量表示，并且在三相正弦电压波形在时间与空间上均差了120°，这种情况的出现使得三相交流电能够产生匀速旋转的磁场，带动发电机的转动。其具体公式为

式中ua、ub、uc分别表示a、b、c三相电压的瞬时值;Um指的是三相电压的峰值;θ指的是角频率在时间上的积分值，θ=2πf（t）dt，其中f指的是系统频率。

在当前的计算过程中，为降低三相交流电电压的数学分析控制，相关工作人员往往用旋转坐标代替静态坐标，具体来说，现阶段，若在传统的PI控制中，用旋转的d、q轴静止直流信号量代替变化的a、b、c静轴交流信号量，可以进一步提升PI控制跟踪性能。具体坐标变化公式为udq0=R（θ）uabc式中的udq0=[ud，uq，u0]其中的ud、uq与u0分别指电压的d轴、q轴与0轴，uabc=[ua，ub，uc]其中的ua、ub与uc分别指电压的a轴、b轴与c轴，经过整理可以得出矩阵R（θ）应满足的关系式为

从电压信号的角度来看，电能质量问题主要可以分成电压基波量与电压扰动量两部分，若系统符合叠加原理的要求，那么可以近似将电压波形看作是由电压基波与电压扰动量进行叠加形成的，考虑到当前微电网中的电能质量问题主要可以分成电压波动、谐波以及不平衡三类问题，那么可以用如下公式表示电压三项时域函数。

式中，δ指的是基波电压角度，δh指的是谐波分量电压角度，δu指的是负序分量电压角度;Up指的是电压幅值的波动值，Uh指的是对应谐波次数的谐波分量值，Uu指的是负序分量值;h指的是谐波次数;n指的是最大谐波次数。若将电能质量问题公式转化为旋转坐标体系，那么公式应为

式中k为正整数，在dq轴中，电压基波量是恒定值，其他电能质量问题都是非基波量，在计算过程中，可以将其近似看作是由扰动问题引起。现阶段，在PI控制器中，比例环节可以加快控制器相响应与跟随动态扰动，积分环节可以用于提高稳态精度，当系统中含有正弦电压时，比例环节将无法完全消除，同时尽管积分环节能够消除一定量的直流静差，但无法消除正弦量误差[2]。

三、微电网电能动态补偿控制策略

（一）微电网上层控制

由于微电网的底层时间尺度较短，因此可以对电压进行动态调整，提升电压的稳定性，一般情况下，微电网的底层控制质量与传感器与控制器设计情况直接相关。同时，当前微电网的上层主要负责调整稳态功率的流向，因此，在实际应用过程中可以采用集中控制的方法，借助远程通信手段提升电网系统的经济性与稳定性。具体来说，当前微电网底层控制过程中，相关工作人员可以应用下垂控制的方式，控制两个主微源，应用最大功率或者恒定功率控制从微源，上层则用从黑启动到稳定运行再到并离网的顺序进行控制。

（二）扰动分配控制

微电网系统是一个复杂的并联系统，并联系统间存在环流影响，现阶段，为进一步提升微电网的供电质量，相关工作人员可以将动态补偿策略应用到微电网底层单台变流器当中，对其电压进行补偿。具体来说，在实际工作过程中，补偿器的补偿量主要是因扰动电流引起的电压变化量，在当前新能源推广的过程中，多台逆变器与微电网并联，这种电压经过可忽略的电路时，导致的电压变化与公共母线电压变化相类似。现阶段，为切实降低这种变化产生的影响，相关工作人员可以在逆变器与微电网并联时利用多台扰动补偿器之间的耦合作用，对母线电压加以补偿，从而达到抑制电压变化的作用[3]。

（三）控制策略仿真验证

在进行多元协同微电网电能质量动态补偿研究的过程中，为切实了解补偿工作的质量，相关工作人员需要对微电网的主微源、从微源补偿效果进行仿真验证，切实保证底层控制与上层控制的有效性。

結论

总而言之，尽管在当前的社会发展过程中，微电网规模不断扩大，分布式电源并网的数量也不断增加，但由于成为的容量相对较小，在运行过程中易受随机性波动的影响，降低电力资源供应的稳定性，现阶段，为切实保障微电网的工作质量，对其电能质量进行动态补偿控制成为了一项必要的工作。

参考文献

[1]石向一.基于鲁棒残差生成器的微电网并联变流器分散动态补偿控制策略[D].北方工业大学，2021.

[2]张悦.多源协同的微电网电能质量动态补偿控制[D].北方工业大学， 2021.

[3]胡长斌，罗珊娜，史运涛，等.基于鲁棒残差观测器的分布式电网动态补偿控制[J].电网技术，2020，44（05）：1834-1844.