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摘要：为了充分彰显微型燃气轮机具有的“以热定电”特点，在具体的运行中需要借助PV对所有的燃气轮机进行控制；为彰显出微型燃气轮机“即插即用”特征，需要在孤岛运行过程中借助Q/V与P/f下垂特性对其进行控制。大量事实显示微型燃气轮机的微网在孤岛与联网运行过程中的控制措施具有有效性与可行性，值得大范围推广应用。本文就微型燃气轮机微网控制策略，进行了细致的探究。

关键词：卫星燃气轮机；微网；控制策略

微型燃气轮机能利用发电预热，实现电、热、冷联供，从而大幅优化利用一次能源的效率。如果结合冷热负荷的具体位置，科学设计微型燃气轮机的位置，就可节约大量的管道铺设成本，可降低损失的热量，从而明显提升企业的经济收益，而合理的控制方式是燃气轮机微网各种优点充分发挥的关键技术。那么如何有效控制微型燃气轮机微网，是相关人员需要面对的问题。

一、微型燃气轮机的发电系统与并网

微型燃气轮机中的发电系统制造出来的高频交流电，完成整流逆变之后方可并网运行，具体的系统结构可用下图表示（图1）.其中，Uinv與e一次是逆变器出口的电压及母线电压；θ与E依次是母线典雅的相角与幅值；8与U依次是输入逆变器中参考电压的相角与幅值；Q、P依次是微型燃气轮机运行中输出的无功功率与有功功率；i是微型燃气轮机出口位置的电流值；Cf与Lf次是滤波电容与电感；Lc是耦合电容。

因为微型燃气轮机具有较慢的响应速度，再加上电力电子.的各种器件自身没有存储能量，为了使得微网能顺利从并网运行切换到孤岛运行、优化微网的响应速度、使得燃气轮机都具有对等性，笔者在研究中为所有燃气轮机对应的发电系统直流侧配备了储备设备。一般情况下，并网逆变器选择的是以脉宽调制为基础的直流控制电压源逆变器。

二、微型燃气轮机微网的主要结构

将微型燃气轮机接到主配网中，就可能对主配网的保护、潮流及电压等产生很大影响。要想最大限度降低这种不良影响，一般来讲可把微网借助主配网与公共连接点并列运行，如果电能质量无法满足相关标准或主配网中有故障发生时，微网就会快速断开主配网并转换成孤岛运行状态，可向微型燃气轮机中的重要负荷独立供电，可显著优化供电可靠性，从而较好地符合敏感性负荷对电能质量提出的新要求。笔者在研究中通过两台微型燃气轮机做试验，其中第一台微型燃气轮机的功率是1.35MW；第二台微型燃气轮机的功率是1.835MW，而出口电压都是10.5KV。在研究中10KV线路选用的参数是：X=0.273欧姆/千米、R=0.325欧姆/千米。在确保可靠性与安全性的基础上，综合分析了两种经济效益上的差异，最终确定了单母线类型的接线方案。

三、控制微型燃气轮机微网的策略

为了充分彰显出微型燃气轮机自身“以热定电”的剧本特点，在两台燃气轮机联网运行过程中采取用的都是PV控制模式，也就是对电压恒定及有功输出进行控制。在孤岛运行模式中，由于失去了主配网的电压、参考频率及功率交换，因此需要对所有微型燃气轮机做科学的控制与协调。笔者在本研究中选择的是以O/V与P/f对等的下垂特性等控制模式。具体分析如下：

1、PV控制

在微型燃气轮机的并网运行过程中，逆变器控制的部分电压幅值与有功输出分别是Uref与Pref。U与P的指定参考值与测量值对比，误差借助比例积分环节将逆变器的电压参考幅值输出。

2、P/f下垂控制

在并网模式下运行微型燃气轮机微网时，和主配网之间有功率进行交换。如果微型燃气轮机微网处于孤岛运行模式的时候，其就需要借助逆变器控制的方式对出力进行重新分配，以确保出力和符合需求相符合。在联网运行模式下，如果额定频率是ω0，那么用于研究中的两台微型燃气轮机的出力依次是P01与P02；如果处于孤岛运行模式下，结合微网以往对主配网是输出或输入功率，频率是升高或降低，造成电源相互之间的功角度出现变化，这就需要对所有燃气轮机的具体出力进行重新分配，努力做到与需求符合相当。在这种情况下微型燃气轮机微网的开始从最低值的变化状态变为稳定的中值状态。在增加负荷的情况下，微型燃气轮机处于逆变器控制状态，就可使有功输出数值增加，其中输出的最大额定功率是Pimax，如果急需增加负荷，输出功率就会一直恒定为Pimax，而逆变器的容量通常会超过Pimax。但是在没有控制附加时，就能难使得输出功率一直为Pimax，在这种情况下就会造成直流侧安装的储能装置放电量过大而被损坏。反之，如果负荷过小的话，燃气轮机有功输出就会减小，甚至可达到0，而逆变器的功率能实现双向流动，能造成直流侧安装的储能装置充电过度而被损坏。

3、Q/V下垂控制

在两台微型燃气轮机处于并联运行状态的时候，如果没有调节本地电压的话，就会形成大量的无功环流，其会对有功容量产生限制作用。笔者在研究中通过把外部电压Ereq调整为E0对无功电流进行限制，也就是说在电源注入无功容性时，将外部电压降低为Eo；在感性无功注入时，将Ereq增加到Eo。其中Eo是由一定的公式计算出来的。

总之，依据微型燃气轮机的正常运行特点，如果是联网运行状态时可选择PV控制策略；如果是孤岛运行状态时，就需要选择具有下垂特性的控制策略，并借助逆变器实现对微型燃气轮机微网的有效控制。

（作者单位：江苏新扬予造船有限公司）