微电网运行模式平滑切换的控制策略_邱麟.pdf

2014年2月电工技术学报Vol.29No.2
第29卷第2期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2014

微电网运行模式平滑切换的控制策略

邱麟许烈郑泽东李永东郑治雪
（电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室（清华大学）北京100084）

摘要研究了一种典型微电网拓扑结构运行在孤岛、并网模式下的切换问题。分布式发电微
电网系统是位于用户附近的小型模块化电力能源，它靠近用户现场并可以在配电电压等级上实现
与大电网联网，具有节省输电投资、提高供电可靠性、减轻大电网供电压力、减轻环境污染的优
点。本文针对交直流混合母线微电网系统切换问题展开研究，分析了典型交直流混合母线微电网
的拓扑结构与逆变器控制策略，针对两种不同切换模式给出了与之对应的控制算法，有效地提高
了微电网系统切换过程中的稳定性。
关键词：微电网平滑切换逆变器控制能量管理系统
中图分类号：TM727

ControlMethodofMicrogridSeamlessSwitching
QiuLinXuLieZhengZedongLiYongdongZhengZhixue
（TsinghuaUniversityBeijing100084China）

AbstractThispaperfocusesontheseamlessswitchingcontrolstrategiesformicro-gridsystem,
whichconsistsofwindturbines,photovoltaicpanels,batteriesandsuper-capacitors.Whenmicro-grid
isconnectedtotheutilitygrid,DC-andAC-busvoltagesareregulatedbythestorageandgrid
separately.Asforislandingmode,DC-busvoltagewillberegulatedbymicro-sourcesandstorages.The
magnitudeandfrequencyofACbusarecontrolledbydroopcharacterofparallelinverters.Allof
micro-sourcesandstoragesareconnectedtoDCbusbydifferentconverters.Theconvertersmustbe
controlledwelltokeepthebusvoltagestableandthepowerflowbalanceintheprocessofswitching.
Simulationandexperimentalresultsareproposedtoverifytheeffectsoftheconverterandcontrol
algorithm.
Keywords：Microgrid,seamlessswitching,invertercontrol,energymanagementsystem

未来电网发展的要求。为了解决上述电网存在的问
1引言
题，微电网的概念在近年来被提出[1-3]。
由于我国资源和负荷中心相距较远，长距离的由分布式新能源发电、储能和本地负载组成的
高压输电不仅会产生很大的线路损耗，而且基础设微电网系统可以运行在并网和孤岛模式，当外部电
施投入巨大，维护成本很高；美加大停电和我国南网发生故障时，仍可以给本地负载提供持续、可靠、
方冰雪天气导致的大规模停电都凸显出现有电网的高质量的电能，增加了电网抵御自然灾害的能力；
可靠性不高，电能质量较低等问题，在电力系统发此外通过控制储能系统，可以调节微电网系统与外
生故障时，重要的负荷会因为失去电力而产生难以电网交换能量的大小，减小风、光等新能源输出功
估量的损失；同时用户与电力公司能量的双向流动率的波动对外电网的冲击，能够较好地吸纳新能源
性也是未来智能电网的要求，而目前我国电力系统发电装置；微电网可以根据用户需要或电网的调度
不允许电动汽车等负荷向电网输出功率，不能满足实现能量的双向流动，为未来智能电网的普及提供
了坚实的基础[3]；微电网中发电装置距离负荷较近、

收稿日期2012-09-20改稿日期2012-12-13电压等级低，因此线路损耗小，输电设备投入成本

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低；我国的很多高海拔的偏远地区或海岛上，架上式可以推出d、q轴电流的指令值idref、iqref。
设电力线的难度很大，由于微电网系统可以运行在
3PurefdQurefq
孤岛模式，因此非常适合解决这些地区居民的用电idref（3）