【正文】 為：微電網(wǎng) 前并網(wǎng) 運(yùn)行， 與電網(wǎng)斷開，1s 時(shí)重聯(lián)電網(wǎng)，對應(yīng)的仿真結(jié)果如圖 所示。P2 / kW P1 / kW2015100 1 500 1 P3 / kW500 1 t/ s5Q1 / kVar05210Q2 / kVar0 1 101210Q3 / kVar0 1 1010 1 t/ sa) DG1~DG4 輸出有功功率 b) DG1~DG4 輸出無功功率V/2UU /V 3203103000 1 t/sf /Hz 0 1 t/sc) 母線的電壓 d) 系統(tǒng)的頻率U1L/ V5000500 1 I1L/ A20020 1 t/sf) 敏感負(fù)荷 1 的電壓和電流圖 微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)、脫網(wǎng)、再并網(wǎng)時(shí)運(yùn)行特性 Operational characteristics of microgrid while connecting, disconnecting and reconnecting the grid31算例分析：從圖 42（a）和（b）中可以看出，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，DG1 和 DG2 輸出 的有功和無功功率均不變，說明 PQ 控制能夠達(dá)到理想的效果。 到 1s 時(shí)，微電網(wǎng) 孤網(wǎng)運(yùn)行， DG1 采用基于下垂特性的 V/f 模型預(yù)測控制，可以看出，其輸出的有功 和無功功率均有所增加，說明基于下垂特性的 V/f 模型預(yù)測控制能夠控制微電源根據(jù) 下垂系數(shù)和容量分擔(dān)原來由外電網(wǎng)向微電網(wǎng)系統(tǒng)提供的功率。從圖（c）、圖（d）可 以看出，母線的電壓幅值在斷網(wǎng)后有一定增加，系統(tǒng)的頻率在電網(wǎng)斷開后上升，而重 新并網(wǎng)后，電壓幅值和頻率均能自動(dòng)與外電網(wǎng)一致，說明其滿足下垂特性原理。整個(gè) 過程中電壓幅值和頻率的變化始終在允許的范圍內(nèi)，能夠滿足敏感負(fù)荷 1 的電壓質(zhì)量要求。從圖（f）可以看出，敏感負(fù)荷 1 的電壓和電流在整個(gè)過程中都保持穩(wěn)定，說 明該控制系統(tǒng)能向敏感負(fù)荷提供較高的電能質(zhì)量。 微電網(wǎng)孤島模式下增/切增負(fù)荷的仿真微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行， 時(shí)切掉普通負(fù)荷 2，1s 時(shí)重新給負(fù)荷 2 供電，對應(yīng)的結(jié)果 如圖 43 所示。20100W15k/P2 / kW P1050P3 / kW500 1 0 1 0 1 t/ s5Q1 / kVar05Q2 / kVar0 1 210Q3 / kVar0 1 2100 1 t/ sV/2UU /V 320310300a) DG1~DG3 輸出有功功率 b) DG1~DG3 輸出無功功率f /Hz0 1 t/s0 1 t/sc) 母線電壓 d) 微電網(wǎng)頻率 圖 負(fù)荷變化時(shí)微電網(wǎng)的運(yùn)行特性 Operational characteristics of microgrid while load changing32第四章 微電源組網(wǎng)運(yùn)行控制策略算例分析：由圖 43（a）和（b）可以看出，微電網(wǎng)孤島模式下切除負(fù)荷時(shí)，DG1 發(fā)出的功率減小；1s 時(shí)重新給負(fù)荷供電時(shí)，DG1 又重新增大功率輸出，說明采用基 于下垂特性的 V/f 控制時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)增/切負(fù)荷，主微源都能根據(jù)其下垂系數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié) 其功率輸出，達(dá)到系統(tǒng)功率平衡。從圖（c），圖（d）可以看出，在負(fù)荷變化時(shí)，母 線的電壓幅值隨著 DG1 輸出無功功率的變化而變化，微電網(wǎng)頻率隨著 DG1 輸出有功 功率變化而變化，說明在微電網(wǎng)系統(tǒng)中，Pf 下垂特性是通過調(diào)整頻率的方法調(diào)節(jié)有 功功率的輸出，QV 下垂特性是通過調(diào)節(jié)母線的電壓來調(diào)節(jié)無功功率輸出。整個(gè)過程 中，電壓幅值和頻率變化始終在允許的范圍內(nèi)。 微電網(wǎng)孤島模式下切除微電源的仿真場景為：微電網(wǎng) 切掉發(fā)電單元 DG2，對應(yīng)的仿真結(jié)果如圖 所示。 微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行， 時(shí)斷開 DG2，對應(yīng)的仿真結(jié)果如圖 44 所示。P2 / kW P1 / kW2015100 1500 1P3 / kW500 1t/ sa) DG1~DG3 輸出有功功率V/2UU /V 3203103000 1t/sb) 母線電壓33f /Hz0 1t/sc) 微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率圖 微電網(wǎng)孤島模式下切除微電源的仿真結(jié)果 Simulation result while cutting the microsource under standalone mode算例分析：圖 44 中（a）和（b）表明， 切掉發(fā)電單元 DG2 時(shí)，DG1 能自 動(dòng)根據(jù)下垂系數(shù)按比例調(diào)節(jié)各自的輸出功率，達(dá)到系統(tǒng)功率平衡。圖（c）表明，微 電網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)電單元變化時(shí)，均能提供良好的電壓和頻率支撐。以上三種算例表明，采用基于下垂特性的 V/f 模型預(yù)測控制時(shí)，DG1 在微電網(wǎng)運(yùn) 行模式轉(zhuǎn)換、孤島模式下負(fù)荷改變和孤島模式下微電源功率變化時(shí)都能很好地調(diào)整功 率，為系統(tǒng)提供頻率和電壓支撐，并且，頻率變化在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。從電壓仿真 曲線中可以看出，電壓始終能滿足微電網(wǎng)中電壓敏感負(fù)荷電能質(zhì)量的需求。采用 PQ 模型預(yù)測控制的 DG2 和 DG3 能夠保持自身功率恒定輸出，并且在控制指令改變時(shí)迅 速調(diào)整自身出力。 本章小結(jié)為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的模型預(yù)測控制策略的有效性，需要檢驗(yàn)微電網(wǎng)在不同的工況下 的運(yùn)行情況，本文選取的微電網(wǎng)運(yùn)行場景分別為：微電網(wǎng)孤島模式下增加或減少負(fù)荷； 微電網(wǎng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換；微電網(wǎng)孤島模式時(shí)某微電源由于故障退出系統(tǒng)。在這三種運(yùn)行 情景，通過在 MATLAB/Simulink 中進(jìn)行仿真，驗(yàn)證微電源控制策略的有效性。本章建立了微電源組網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)模型，選取三種運(yùn)行場景：微電網(wǎng)運(yùn)行模式 的切換、孤島模式下切/增負(fù)荷、孤島模式下某一微電源，在這三種運(yùn)行場景下分別 對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，通過 MATLAB/Simulink 得到仿真結(jié)果，經(jīng)過分析，本文所設(shè)計(jì)的 微電源模型預(yù)測控制策略在以上三種運(yùn)行場景下都能很好地調(diào)整功率，為系統(tǒng)提供頻 率和電壓支撐，并且，頻率和電壓變化在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，驗(yàn)證了控制策略的有效 性和正確性。34第五章 結(jié)論本文在分析微電網(wǎng)現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制。通 過理論分析和建模仿真，對提出的控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：1. 本文設(shè)計(jì)了 PQ 控制器、基于下垂特性的 V/f 控制器，并對逆變器輸出濾波器 進(jìn)行了設(shè)計(jì)。同時(shí)，針對 PI 控制器的不足，利用模型預(yù)測控制方法，設(shè)計(jì)了微網(wǎng)中 分布式微電源逆變器的 PQ 模型預(yù)測控制策略和基于下垂特性的 V/f 模型預(yù)測控制策 略，并在 MATLAB/Simulink 中建立了仿真模型，對單個(gè)微電源分別采用 PI 控制和 MPC 控制時(shí)的不同場景進(jìn)行了分析，證明了 MPC 控制器的效果。2. 在進(jìn)行了單個(gè)微電源并網(wǎng)策略研究后，建立了微電源組網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)模型，通過對微電網(wǎng)運(yùn)行模式的切換、孤島模式下切/增負(fù)荷、孤島模式下某一微電源切除 3 種情況下的運(yùn)行特性進(jìn)行仿真分析。經(jīng)過仿真分析，本文設(shè)計(jì)的微電源模型預(yù)測控制 器在以上三種情況時(shí)都能很好地進(jìn)行系統(tǒng)的功率控制，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率共享，同時(shí)，微 電網(wǎng)電壓和頻率變化在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，證明了控制策略的有效性。本文在一定程度上進(jìn)行了微電網(wǎng)控制從理論到仿真的驗(yàn)證過程，但受時(shí)間的限 制，許多工作還有待進(jìn)一步的研究，為此提出在以下幾個(gè)方面對控制策略加以改進(jìn)： MPC 微電源控制器是在有限預(yù)測步長的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，對于更精 確地模型預(yù)測控制策略，還可以進(jìn)行研究；，有待于在基于下垂特性控制 器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行更深入的研究。參考文獻(xiàn)[1] Lasseter R H, Piagi P. 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