1引言

 

随着电网规模的不断扩大和电力系统的复杂化，孤网运行（Islanding）它在电力系统中越来越普遍。孤网运行是指电力系统某一部分区域在外部电网故障断开时仍能独立运行的状态。孤网运行给电力系统的稳定性和安全性带来了巨大的挑战，因此对孤网运行稳定控制策略的研究尤为重要。

 

目前，国内外学者对孤网运行稳定控制策略进行了大量研究。国外研究主要集中在孤网检测和隔离上，而国内研究则更注重孤网运行的稳定控制策略。在我国，对孤网运行稳定控制策略的研究取得了一定进展，但仍存在一些亟待解决的问题。

 

本文旨在初步探讨孤网运行的稳定控制策略，列出不同的控制策略，并指出需要使用仿真实验来验证其有效性。通过本文的研究，我们可以充分了解当前电力系统中孤网运行所采用的稳定控制策略，为今后不断提高电力系统稳定性和安全性的战略研究提供参考方向。

 

2孤网运行的特点及存在的问题

 

2.1孤网运行的特点

 

1)负荷平衡问题：由于孤网运行后，整个电力系统的负荷平衡可能会被破坏，导致电网出现过电压、欠电压等问题。

 

2)非线性负荷问题：孤网运行后，非线性负荷的存在可能会影响系统的稳定性。

 

3)电源容量不足:由于单网运行后电源容量受到限制，电力系统的供电能力可能会下降。

 

2.2孤网运行中存在的问题

 

1)在一定程度上，不能保证电网的稳定性和安全性。

 

2)电力系统中的电源保护装置失效，可能导致电源损坏。

 

3)孤网运行后，电力系统的供电能力可能会下降。

 

33孤网运行稳定控制策略

 

3.1基于容量控制的策略

 

基于容量控制的策略可以通过控制有功和无功功率的流动来保持微电网的电压和频率稳定。具体来说，这种控制策略主要包括有功容量控制和无功容量控制两个方面。需要注意的是，在实际应用中，基于容量控制的策略通常需要与其他控制策略相结合，以实现对微电网运行状态的稳定控制。

 

1)功能容量控制

 

有功容量控制策略旨在通过调整发电机的有功输出来保持稳定的电压和频率。一般来说，该策略可以通过减少发电机的有功输出来控制孤网中的电压和频率，并通过增加发电机的有功输出来提高孤网的电压和频率。

 

2)无功容量控制

 

无功容量控制策略旨在通过调整发电机在孤网中的无功输出来保持稳定的电压。一般来说，该策略可以通过减少发电机的无功输出来控制孤网中的电压，并通过增加发电机的无功输出来提高孤网中的电压。

 

3.2基于电压控制的策略

 

在微电网岛运行过程中，由于与主电网的隔离，微电网中的负载需求只能通过微电网中的发电机来满足。因此，发电机的输出功率需要满足负载需求。发电机的输出功率受到微电网中电压和频率的影响。在基于电压控制的策略中，主要有两种控制方法：电压振幅控制和电压相位控制。应注意的是，电压振幅和相位控制通常同时使用，以实现对微电网电压的综合控制，并确保微电网岛运行的稳定性。

 

1)电压幅值控制

 

电压振幅控制策略主要是控制发电机的励磁电流或无功功率输出，使输出电压保持在额定电压值范围内。例如，当孤岛电网的负荷增加时，发电机的输出电压会下降。为了将电压恢复到额定电压，有必要增加发电机的励磁电流或无功功率输出。

 

2)电压相位控制

 

电压相位控制策略主要是通过控制发电机励磁电流的相位来调节输出电压的相位，从而保持电网的电压相位稳定。例如，当岛屿的负荷发生变化时，可能会影响发电机的输出电压相位。此时，可以通过控制励磁电流相位来调节电压相位，使岛屿电网的电压相位保持稳定。

 

3.3基于频率控制的策略

 

频率控制是孤立网络稳定控制的重要方法之一，通过发电机与负荷之间的机械耦合来实现稳定控制。在孤立网络运行过程中，电力系统的频率会随着负荷的变化而波动。因此，通过发电机速度控制与负荷控制的结合，可以实现电网频率的控制和稳定性

 

1)发电机速度控制

 

为了使电网频率稳定在额定值附近，通常需要使用调速器来控制发电机的转速。调速器通常由速度控制环和功率控制环组成。电压幅度控制策略主要是通过控制发电机的励磁电流或无功功率输出，使输出电压保持在额定电压值的范围内。例如，当岛上的负荷增加时，发电机的输出电压就会下降。为了将电压恢复到额定电压，需要增加发电机的励磁电流或无功功率输出。。在速度控制环中，通过控制调速器的输出信号来控制发电机的转速。在功率控制环中，通过控制发电机的输出功率来控制发电机的输出功率。

 

2）负荷控制

 

负荷控制策略旨在通过调整孤网中的负荷来保持稳定的频率。具体来说，当负荷增加时，需要通过减少负荷来避免频率过快下降，当负荷减少时，需要通过增加负荷来避免频率过快上升。通过控制负荷的大小，可以有效地控制电力系统的频率，确保电力系统的稳定运行。

 

4孤网运行稳定控制策略模拟实验

 

为了验证孤网运行稳定控制策略的有效性，需要建立相应的模拟模型。在模拟模型中，应包括发电机、变压器、负荷和控制系统等电力系统的各个组成部分。同时，应考虑不同负荷水平下孤网的运行状态，以测试不同控制策略的稳定性和适应性。

 

利用建立的孤网运行稳定控制策略的模拟模型，对不同的控制策略进行模拟实验，并获得相应的模拟实验结果。根据模拟实验结果，评估和分析不同控制策略的稳定性、可行性和适应性。同时，还需要对模拟实验结果进行统计和比较，以获得最佳的孤网运行稳定控制策略。

 

5.研究的局限性和前景

 

本文研究的孤网运行稳定控制策略仍存在一些局限性，如需要考虑更复杂的系统结构和工况，以进一步提高孤网运行的稳定性。未来的研究可以结合实际电力系统中的孤网运行问题，采用更适合工程实际的控制方案和算法，进一步优化孤网运行的稳定控制策略。