什么是微網？

微網是一種位于局部區域內的發電系統，它可以獨立運行，也可以接入主公用電網并網運行。微網可能同時包含可再生能源和傳統發電能源，也可能包括用以消除可再生能源不確定性的儲能。

由于微網缺乏旋轉慣量并依賴基于逆變器的電源，因此，其電力穩定性更容易受到負荷變化的影響。此外，分布式發電再加上雙向電流，也加劇了微網運行的復雜性。

【資料圖】

微網可以接入公用電網（并網模式）運行，也可以獨立于公用電網（獨立或孤島模式）運行。在孤島模式下，系統負荷僅由微網發電單元提供。在這種模式下，微網控制通過構網型控制策略來調節發電單元的電壓和頻率。在并網模式下，公用電網可控制微網的電壓和頻率，而微網控制通過跟網型控制策略調節發電單元的有功功率和無功功率。

微網控制模式

微網控制采用多種模式，以確保運行的穩定性和安全性：

1. 電網同步：在這種微網控制模式下，微網電壓的幅值、頻率和相位在并網前與公用電網電壓的對應參數保持一致。如果兩者的電壓誤差超出一定容差范圍，則并網時可能會出現顯著暫態，這會導致電網運行不穩定，進而可能造成危險運行和設備損壞。

2. 構網型模式：在這種微網控制模式下，交流系統單元受電壓幅值和頻率控制，直流系統受電壓幅值控制。如果沒有構網型控制，孤島微網無法安全、穩定地運行。

3. 跟網型模式：在這種微網控制模式下，某些發電單元在交流供電系統上受有功功率和無功功率控制，而在直流供電系統上受功率控制。跟網型單元不直接受電壓和頻率控制，而是“跟隨”其終端的電壓和頻率變化。

4. 發電與負荷調節：在這種微網控制模式下，可減少發電和/或負荷功率。減少發電/負荷的主要原因是，在發生意外事件或運行狀況對電網造成壓力時，要保持電網運行的安全性和穩定性。

微網控制模式可以使用 MATLAB、Simulink和 Simscape Electrical 進行設計和仿真，包括電源建模、電力變換器、控制算法、功率補償、并網、電池管理系統和負荷預測。?

在 Simulink 環境中開發的微電網模型，顯示可變負荷、柴油發電機、太陽能電池板和儲能裝置，它們都連接到一個公用電網。

連接到公用電網的微網的 Simulink 模型。

使用 MATLAB 和 Simulink 進行微網控制設計

借助 MATLAB 和 Simulink，您可以設計、分析和仿真微網控制系統。使用涵蓋函數、算法和 App 的一個大型庫，您可以：

設計一個包含傳統發電、可再生能源和儲能等能源的微網控制系統。

對基于逆變器的電源進行建模。

開發微網控制算法和能源管理系統。

評估與公用電網的并離網切換。

分析和預測負荷以減少運行不確定性。

從早期可行性研究直到實際投入運行的整個過程中，根據待解決的工程問題設定模型保真度級別。

將微網控制算法和模型部署到嵌入式平臺、實時系統和云平臺。

使用 Simscape Electrical 評估含光伏和儲能的微網控制

MathWorks和 Hydro-Québec 探討建模和仿真如何支持開發包含可再生能源和儲能的微網系統。通過典型的并網微網的工作示例，考量構網運行和跟網運行。展示各種微電網控制模式，包括有功功率控制和無功功率控制、下垂控制、不平衡補償和棄光。視頻將通過適當的測試工具演示如何操作控制模式，這些測試工具能夠在廣泛的操作范圍內對系統響應進行有效評估。

第 1 部分：微網系統概述

微網系統有助于對不同微網控制模式的運行響應進行功能評估，您可以在視頻描述中的“File Exchange”鏈接下載模型。

第 2 部分：構網控制和棄光

了解構網控制如何調節系統電壓和頻率，以及棄光如何在負載減少時降低太陽能出力。

第 3 部分：跟網控制

了解跟網控制如何調節電源的有功功率輸出和無功功率輸出。

第 4 部分：電網同步

了解如何將微電網電壓幅度、頻率和相位與公用電網電壓幅度、頻率和相位相匹配，以最大限度地減少連接到公用電網時的涌流。

第5 部分：不平衡補償

了解如何通過向負載注入負序電流來補償負載電壓不平衡。

進一步詳細了解如何使用 MATLAB 和 Simulink 在微電網、智能電網和充電基礎設施中的應用。