恒功率控制在微电网中的应用

恒功率控制（PQ控制）通常用在微电网的并网模式下。微电网的频率和电压是由配电网的刚性频率和电压支撑，各分布式电源不用调节。PQ控制方法如图6-29所示，可以有两种控制方法。

图6-29 PQ控制框图

a）PQ控制方法Ⅰ b）PQ控制方法Ⅱ

图6-29a中采用直流母线电压控制和无功控制，并提供了dq轴的参考电流。分布式电源产生的能量注入到直流母线上，通过直流母线电压的稳压控制来达到流入功率和流出功率之间的能量平衡。如果单位功率因数并网，则可令无功参考设定值Q_ref＝0。VSC逆变输出的dq轴电流、dq轴电压以及参考电流经电流解耦控制获取参考电压信号u_d^∗和u_q^∗，最后再通过dq-abc变换获得了PWM的三相参考信号。

图6-29b与图6-29a的区别是产生dq轴参考电流的方法不同。图6-29b中通过给定的有功和无功参考值与逆变器输出的有功和无功比较，通过有功控制环和无功控制环来获得参考电流的。那么给定的有功参考值和无功参考值可以由微电网内能量管理单元或者根据本地负载的变化等方式给出。(www.xing528.com)

针对稳定输出的分布式电源，如燃气轮机和蓄电池发电等，其PQ给定值均可设定，使该分布式电源按照参考给定值输出相应地有功和无功。对于风力发电和光伏发电等不稳定的能源而言，其有功功率的输出则要比稳定的分布式电源复杂。因为风力发电和光伏发电输出功率是随外界环境变化而变化的，不是稳定不变的。所以这里分两种情况：给定的有功功率高于风力发电或光伏发电输出的最大功率，或者相反。①当高于当前最大功率输出能量，则它们需要按照最大功率跟踪输出，实现方法可参考6.2.3节；②当低于当前最大功率输出值时，风力和光伏发电则需工作在限功率运行状态下，即风力或光伏发电要按照给定功率参考值输出能量。

某光伏发电系统运行于PQ控制方式，设某一外界环境下其最大功率点功率只有8kW。若在0.8s之前给定有功P_ref＝10kW，Q_ref＝-5kvar，按照PQ控制方式，光伏电源运行在最大功率点，馈入电网的能量为8kW和-5kvar。若在0.8s之后，有功参考给定值变为5kW，则该光伏电源运行在限功率模式下，馈入电网的能量为5kW和-5kvar。图6-30为相应的仿真结果。

图6-30 恒功率控制下的光伏发电仿真结果