考慮主從控制策略的微電源逆變器設(shè)計

潘遠，李培強，李欣然，劉乾勇，徐長鴻，陳德生

（1．湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，長沙 410082；2.廣東省電力調(diào)度中心，廣州 510600）

考慮主從控制策略的微電源逆變器設(shè)計

潘遠1，2，李培強1，李欣然1，劉乾勇1，徐長鴻1，陳德生1

（1．湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，長沙 410082；2.廣東省電力調(diào)度中心，廣州 510600）

逆變器的設(shè)計能使微電源參與微電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)，并可以將微電網(wǎng)切換到孤島模式。采用平均功率法設(shè)計了功率控制外環(huán)，構(gòu)建了基于功率電流雙環(huán)控制的PQ控制的逆變控制器為從控制器；通過調(diào)整傳統(tǒng)的控制方程和設(shè)計適宜的控制器參數(shù)改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)的下垂特性，從而設(shè)計了基于改進型下垂特性的外環(huán)控制器為主控制器，進而提出了一種無需通信的各類型分布式電源間的主從控制策略。仿真算例結(jié)果驗證了該協(xié)同控制策略的正確性和有效性。

微電網(wǎng)；分布式電源；主從控制策略；孤島模式；頻率控制

分布式發(fā)電是相對集中式發(fā)電提出來的概念，它為解決當(dāng)下集中式發(fā)電的缺點以及可再生能源發(fā)電并網(wǎng)找到了突破口。分布式發(fā)電可以在負荷中心或偏遠的農(nóng)村建立，極大地提高清潔能源的利用效率。但分布式發(fā)電接入系統(tǒng)后具有擬負荷特性（即類似負荷的特性，在電網(wǎng)中不參與調(diào)頻和調(diào)壓的過程），IEEE1547對分布式能源的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，各個微電源必須退出運行。這就大大限制了分布式能源效能的充分發(fā)揮，也不符合目前電網(wǎng)運行要求[1]。微電網(wǎng)[2，3]為大規(guī)模的分布式電源接入提供了可能，它運行在并網(wǎng)和孤島狀態(tài)，并網(wǎng)時向主網(wǎng)吸收或供應(yīng)能量，當(dāng)主網(wǎng)發(fā)生故障時，微電網(wǎng)脫離主網(wǎng)進入孤島運行狀態(tài)，此時需要對微電源、儲能裝置之間進行協(xié)調(diào)控制才能維持微電網(wǎng)的孤島運行。由分布式電源和儲能裝置組成的小容量低電壓微電網(wǎng)既滿足用戶對高質(zhì)量的電能的需求，又能在電網(wǎng)發(fā)生大規(guī)模故障時獨立運行并為電網(wǎng)提供有力支撐，同時又充分利用新能源發(fā)電，有效降低了碳排放，利于環(huán)保。因此微電網(wǎng)研究成為電力系統(tǒng)研究的熱點問題之一。文獻[4，5]從理論上對微電網(wǎng)的控制問題進行了研究，分析了微電網(wǎng)中并網(wǎng)和孤島狀態(tài)下的相互轉(zhuǎn)化過程。文獻[6]提出了一種微電網(wǎng)在孤島狀態(tài)下低頻減載的控制方法，適應(yīng)孤島狀態(tài)下負荷控制問題。文獻[7]建立了風(fēng)-光-柴-蓄的多微電源的復(fù)合型發(fā)電系統(tǒng)，為微電網(wǎng)的研究提供了路徑。文獻[8]闡述了微電網(wǎng)控制問題，并討論了微電網(wǎng)中涉及的技術(shù)范圍。文獻[9]研究了微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，并在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建完整的微電網(wǎng)平臺，模擬了微電網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島模型下的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)情況。

本文以微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及一般控制策略為基礎(chǔ)，針對分布式電源和負荷的分散性等特點，研究了分布式電源DG（distributed generation）逆變器的結(jié)構(gòu)及其逆變系統(tǒng)設(shè)計方案，構(gòu)建了有功和無功控制（PQ控制）逆變系統(tǒng)為從控制器，設(shè)計了改進型的下垂控制器為主控制器，進而提出了一種無需數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)的各類型分布式電源間的主從控制微電網(wǎng)控制策略，針對微電網(wǎng)在重新并網(wǎng)時與配電網(wǎng)的同步問題，提出了同步控制策略，并在Matlab/Simulink環(huán)境下模擬微電網(wǎng)在孤島和聯(lián)網(wǎng)兩個運行模式之間轉(zhuǎn)換的穩(wěn)暫態(tài)過程，驗證了該策略的有效性。

1 微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

本文所設(shè)計微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。微電網(wǎng)由2個微電源以及相應(yīng)的負荷組成，再通過相關(guān)電氣元件連接到低壓配網(wǎng)，每個微電源經(jīng)正弦脈寬調(diào)制的逆變器逆變?yōu)槿嘟涣麟姡麄€微電網(wǎng)相對配網(wǎng)來說是一個整體，通過公共連接點PCC（point of common coupling）和配網(wǎng)相連接。其中敏感負荷1由采用V/F控制的DG1供電，確保可靠性，可中斷負荷2由采用PQ控制的DG2供電，可中斷負荷3由DG1和DG2共同供電，確保經(jīng)濟性且可以隨時切掉[10，11]。

圖1 微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Fig.1Microgrid structure

2 分布式電源逆變系統(tǒng)及其控制器設(shè)計

2.1 PQ控制逆變系統(tǒng)設(shè)計

PQ控制的并網(wǎng)逆變器的控制框圖[12]如圖2所示。它由外功率控制環(huán)和內(nèi)電流控制環(huán)兩個控制環(huán)節(jié)構(gòu)成。PQ控制可以實現(xiàn)有功功率和無功功率的解耦控制，鎖相環(huán)技術(shù)可以得到系統(tǒng)的相位并始終滿足同步并網(wǎng)的要求。

圖2 PQ控制系統(tǒng)框圖Fig.2PQ control system block diagram

2.1.1 PQ控制的功率控制環(huán)設(shè)計

逆變系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出的功率由等值的電流源吸收，從而只需對電壓型逆變器進行電流調(diào)節(jié)，即可完成逆變器的相應(yīng)功率控制目標(biāo)。一般根據(jù)不同情況，可以選用瞬時功率和平均功率方法進行調(diào)節(jié)。本文考慮到采用瞬時功率法會導(dǎo)致電網(wǎng)受到干擾時對電能質(zhì)量造成影響，故采用平均功率法進行控制。在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，平均功率控制的功率計算公式為

式中：P表示微電源的實際有功出力；Q表示微電源的實際無功出力；ud（t）、uq（t）、id（t）、iq（t）分別表示dq軸的電壓、電流分量。

在功率調(diào)節(jié)中，根據(jù)P、Q與Pref、Qref之差進行PI調(diào)節(jié)，控制框圖如圖3所示，產(chǎn)生的Iid，ref、Iiq，ref作為電流環(huán)的參考輸入。

圖3 PI調(diào)節(jié)功率控制框圖Fig.3Control block diagram of PI power regulator

2.1.2 電流控制環(huán)設(shè)計

由第1級功率調(diào)節(jié)得出電流參考值后，進行電流調(diào)節(jié)。電流控制環(huán)采用PI控制器的目的是將參考電流值與反饋回控制器的實際電流值作比較，如圖4所示，根據(jù)差值迅速做出調(diào)節(jié)，產(chǎn)生正確的參考電壓。如果逆變器的輸出電流能根據(jù)功率控制環(huán)給出的參考值保持穩(wěn)定調(diào)節(jié)，就保證了輸出電壓跟蹤參考電壓。在整個電流環(huán)設(shè)計過程中需要對其解耦操作，解耦后電流環(huán)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸下相互獨立。同時，在電流環(huán)調(diào)節(jié)中，增加前饋控制可以減少電網(wǎng)電壓對系統(tǒng)的影響。

圖4 PI調(diào)節(jié)電流控制框圖Fig.4Control block diagram of PI current regulator

2.2 基于改進型下垂控制的V/F控制逆變系統(tǒng)設(shè)計

V/F控制逆變系統(tǒng)的直流源假設(shè)為無窮大直流母線[13，14]。由于傳統(tǒng)的低壓配網(wǎng)呈阻性，本控制器首要設(shè)計任務(wù)是使輸出阻抗呈感性，利用類似傳統(tǒng)電網(wǎng)的一次調(diào)整的下垂特性的V/F控制來實現(xiàn)微電網(wǎng)在孤島下不同分布式電源間變化頻率共享，同時提供電壓和頻率的支撐。V/F控制能夠使微電源自感應(yīng)系統(tǒng)頻率和電壓的變化，減少了通信環(huán)節(jié)，增加了微電網(wǎng)的可靠性，如圖5所示。

圖5 V/F控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.5V/F control system structure

2.2.1 V/F控制功率控制環(huán)設(shè)計

通過改變傳統(tǒng)的控制方程和設(shè)計適宜的控制器參數(shù)，使本文設(shè)計的逆變器輸出阻抗呈感性[14]，因此常規(guī)的高壓電力系統(tǒng)的下垂特性可應(yīng)用于低壓微網(wǎng)，得新的下垂特性方程為

式中：Pmax表示微電源的最大有功出力；fmin表示微電源正常運行時的最小頻率；fn、Pn表示所需調(diào)節(jié)的頻率以及有功出力；a表示頻率下垂特性曲線的斜率；Qmax表示微電源的最大無功出力；Emin表示微電源正常運行時的最低電壓；En、Qn表示所需調(diào)節(jié)的電壓以及無功出力；b表示電壓的下垂特性曲線的斜率。

設(shè)計功率控制器如圖6所示，采用PLL鎖相環(huán)控制后，頻率信號更易于測量，故用頻率控制替換相角控制。控制器中的反饋功率即為分布式電源的瞬時輸出功率，其中分布式電源輸出的有功和無功需滿足0〈P〈Pmax和-Qmax〈Q〈Qmax兩個條件，該控制器的輸出作為下一級控制的參考電壓。

圖6 V/F功率控制器結(jié)構(gòu)Fig.6V/F Power controller structure

2.2.2 內(nèi)環(huán)電壓電流控制環(huán)設(shè)計

由上級功率控制得出參考電壓后，最重要的任務(wù)是對電壓和電流進行精準(zhǔn)、動態(tài)調(diào)節(jié)。本文對其采用電壓電流雙環(huán)控制，控制結(jié)構(gòu)如圖7所示，該內(nèi)環(huán)控制器可以提高電能質(zhì)量、增加濾波器諧振阻尼的同時限制故障電流。同時，采用濾波電感電流作為控制變量能限制逆變器輸出的最大電流，為保護逆變器提供了可能。

圖7 電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)Fig.7Voltage and current loop control structure

2.3 分布式電源同步并網(wǎng)控制策略

微電網(wǎng)在孤島狀態(tài)運行一段時間后需要再次并網(wǎng)，并網(wǎng)前必須與主網(wǎng)側(cè)電壓、頻率同步，否則并網(wǎng)時出現(xiàn)功率沖擊以及浪涌電流對主網(wǎng)安全穩(wěn)定性帶來隱患。傳感器檢測PCC點兩端的電壓相量的電壓差ΔU、頻率差Δf和相用差Δδ是否達到并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，微電網(wǎng)的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)[15]設(shè)為：電壓差ΔU≤10%，頻率差Δf≤0.3 Hz，相角差Δδ≤5°。微電網(wǎng)孤島狀態(tài)后再次并網(wǎng)的同步過程可以直接在功率控制器中增加2個PI環(huán)作為同步補償器，如圖8所示。

圖8 并網(wǎng)同步控制器結(jié)構(gòu)Fig.8Network synchronization controller structure

3 改善電能質(zhì)量的濾波器設(shè)計

分布式電源逆變器接口可以增強分布式電源并網(wǎng)性能，但產(chǎn)生大量的諧波污染。本文設(shè)計的逆變器采用了正弦脈寬調(diào)制，在較高的開關(guān)頻率下，輸出電壓會在開關(guān)頻率處產(chǎn)生諧波，因此必須設(shè)計可控的濾波器，本文采用LC濾波器[12]。LC濾波器的主要目的是消除圍繞開關(guān)頻率的高次電流諧波。濾波器中電感L和C的參數(shù)受以下調(diào)節(jié)約束。

電感引起的基波損耗盡可能小；電容器中的基波損耗盡可能小；電感和電容的串聯(lián)諧振頻率應(yīng)盡可能遠離逆變器輸出電壓中的低次諧波頻率以及開關(guān)頻率周圍的高次諧波電流。因此濾波器器設(shè)計的經(jīng)驗公式為

式中：f1為基波頻率；fc為LC濾波器的諧振頻率；fs為載波頻率；Lf濾波器電感；Cf濾波器電容。

在較大功率的應(yīng)用中，開關(guān)頻率一般不超過3 kHz，式（4）較難滿足，綜合比較各種情況，有

研究中按如上要求設(shè)計出的LC濾波器可以有效濾出高次諧波電流，并抑制低次諧波電壓。

4 仿真算例

圖1中兩個分布式電源并聯(lián)形成微電網(wǎng)后通過變壓器連接到配電網(wǎng)。DGI為主控制器采用V/F控制，負荷1為敏感負荷，確保其母線電壓以及頻率穩(wěn)定。DG2為從控制器采用PQ控制，則能夠保證該分布式電源輸出到母線2上的功率為恒定值，從而保證了分布式電源的穩(wěn)定輸出。系統(tǒng)等值以及負荷數(shù)值在圖1中標(biāo)出。DG1、DG2的有功參考功率分別是7 kW、5.5 kW。無功參考功率均為0 kvar。敏感負荷1有功參考功率和無功參考功率為6.8 kW和1.5 kvar，可中斷負荷2、3的有功參考功率和無功參考功率分別為4 kW、2.5 kW和2.5 kvar、1.8 kvar，線路1和線路2均為380 V線路，低壓線路參數(shù)為：R=0.631 Ω/km，X=0.082 Ω/km，R/X=7.7。變壓器電壓等級0.4 kV/10 kV。系統(tǒng)參數(shù)如下：直流側(cè)電壓Udc=780 V，電網(wǎng)頻率f=50 Hz，載波頻率f=3000Hz。濾波器參數(shù)如下：濾波電阻R=0.01Ω，Lf1=0.8mH，Cf1=1800μF，Lf2= 1.5mH，Cf2=300 μF。PQ控制器參數(shù)：功率控制環(huán)參數(shù)Kp=2，Ki=200，電流控制環(huán)參數(shù)Kp=1.5，Ki= 18。V/F控制參數(shù)下垂控制系數(shù)1/a=4×10-5，1/b= 2.8×10-4，E0=315 V。該模型用Matlab/Simulink進行仿真，并采用龍格-庫塔方法數(shù)字計算。

5 討論與分析

微電網(wǎng)0～0.8 s時聯(lián)網(wǎng)運行，0.8～1.6 s孤島運行，1.6～2.0 s重新與配電網(wǎng)相連接。圖9～圖11分別反映了微電網(wǎng)與配電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行、微電網(wǎng)與配電網(wǎng)斷開后孤島運行以及微電網(wǎng)與配電網(wǎng)重新聯(lián)網(wǎng)3種情況。

圖9 DG1和DG2輸出的有功功率和無功功率Fig.9Active power output and reactive power output of DG1 and DG2

（1）由圖9可知，0.8 s以前微電網(wǎng)與配電網(wǎng)連接，各分布式電源出力穩(wěn)定，DG2有功輸出5.5 kW，無功輸出為0，其出力為設(shè)定值。DG1為V/F控制，根據(jù)負荷的情況在一定范圍內(nèi)調(diào)整出力；0.8 s時，微電網(wǎng)與配電網(wǎng)斷開運行，微電網(wǎng)進入孤島狀態(tài)，由于斷開前負荷從配電網(wǎng)吸收部分有功，所以斷開后DG1根據(jù)負荷缺口情況出力明顯增加但在出力允許范圍內(nèi)，而DG2繼續(xù)保持恒功率運行，運行效果良好；1.6 s時，微電網(wǎng)再次與配電網(wǎng)連接，微電網(wǎng)的負荷又重新從配電網(wǎng)吸收功率，DG1出力下降與脫網(wǎng)前大致相當(dāng)，因為并網(wǎng)時微電網(wǎng)頻率略微上升。

（2）由圖10可知，0.8 s前DG1的母線1電壓恒定，電壓值為設(shè)定的315 V；0.8～1.6 s，微網(wǎng)進入孤島狀態(tài)，此時DG1擔(dān)負著穩(wěn)定微網(wǎng)PCC點電壓的任務(wù)，斷開運行后母線1電壓下降到305 V，但下降范圍在4%之內(nèi)，符合國標(biāo)要求；在1.6 s時由于無功出力的輕微上升重新聯(lián)網(wǎng)后電壓恢復(fù)比脫網(wǎng)前略高，母線電壓值為320 V，電壓基本維持穩(wěn)定符合國標(biāo)要求。

圖10 微電網(wǎng)母線1的電壓Fig.10Voltage of microgrid bus 1

（3）由圖11可知，0.8 s前，微網(wǎng)PCC點頻率運行穩(wěn)定且工作在工頻50 Hz狀態(tài)；在0.8 s脫網(wǎng)運行后，由于失去配電網(wǎng)的頻率支撐，PCC點的頻率迅速下降，但由于DG1出力迅速增大，并擔(dān)負著支撐微網(wǎng)頻率的作用，使得PCC點的頻率略微下降0.04 Hz；在1.6 s重新并網(wǎng)運行后，由于得到配電網(wǎng)功率供應(yīng)，頻率上升與配電網(wǎng)達到同頻率運行。

圖11 微網(wǎng)系統(tǒng)的頻率Fig.11Frequency of microgrid system

（4）由圖12可知，0.8 s前微網(wǎng)與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，由于DG1的PQ控制二級控制環(huán)為電流調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)功率控制環(huán)給出的參考值保持恒定調(diào)節(jié)，迅速使輸出電壓跟蹤參考電壓，保證微電網(wǎng)的電能質(zhì)量，在Matlab/Simulink里POWERGUI模塊的FFT分析得到母線電壓畸變率2.57%，但由于逆變器開關(guān)頻率較大，所以高次諧波含量較多。

圖12 0～0.8 s時PCC點的電壓的頻譜分析Fig.12PCC-point voltage spectrum analysis in 0-0.8 s

（5）由圖13可知，0.8～1.6 s孤島狀態(tài)時，由于DG2的V/F控制二級控制環(huán)為電壓和電流雙環(huán)調(diào)節(jié)，能夠進行精準(zhǔn)、動態(tài)調(diào)節(jié)，在失去配電網(wǎng)支撐的情況下，保證微網(wǎng)電能質(zhì)量的要求，F(xiàn)FT分析得母線電壓畸變率為4.90%，滿足國標(biāo)要求，同樣逆變器開關(guān)頻率較高導(dǎo)致高次諧波含量較多。

圖13 0.8～1.6 s時PCC點的電壓的頻譜分析Fig.13PCC-point voltage spectrum analysis in 0.8—1.6 s

（6）微電網(wǎng)在孤島狀態(tài)時，由于DG2為V/F控制，能夠起到支撐微電網(wǎng)。但由于失去與配電網(wǎng)的物理聯(lián)系，微網(wǎng)頻率的相位會與配電網(wǎng)不同步，如果相位差不能達到并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，則并網(wǎng)很有可能失敗，最終導(dǎo)致配電網(wǎng)對微網(wǎng)的沖擊，微網(wǎng)有可能崩潰。如圖14所示，同步裝置啟動后在經(jīng)過0.15 s左右后使微網(wǎng)與配電網(wǎng)再次保持同步運行，此后可在任意時刻完成并網(wǎng)，實現(xiàn)微網(wǎng)與配電網(wǎng)的互聯(lián)。

圖14 同步前后微網(wǎng)與配網(wǎng)的A相電壓Fig.14A-phase voltages of microgrid and distribution network before and after synchronization

（7）以上仿真結(jié)果表明，本文所設(shè)計的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)微網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島狀態(tài)下兩種模式之間平滑切換，得出了一種無需數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)的各類型分布式電源間的主從控制的微網(wǎng)控制策略，使分布式電源參與了微網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)。

6 結(jié)語

本文設(shè)計了基于功率電流雙環(huán)控制策略的PQ控制系統(tǒng)和基于改進型下垂控制的V/F控制系統(tǒng)，能夠較好地保持并網(wǎng)分布式電源的可控負荷的外特性，使微電網(wǎng)內(nèi)并行的分布式電源之間能夠自適應(yīng)運行而無需通信，增加了微網(wǎng)的可靠性。對于不同的分布式電源采用不同控制策略，對風(fēng)能、光伏能等不確定性能源發(fā)電控制系統(tǒng)使用PQ控制策略，優(yōu)化了自身運行；同時設(shè)計了并網(wǎng)控制器有效地減少了并網(wǎng)時對配網(wǎng)的沖擊，提高系統(tǒng)的動態(tài)特性；V/F控制的主分布式電源不僅能夠在孤島時為微網(wǎng)內(nèi)部提供內(nèi)部的頻率支撐，還能夠保證重要用戶的供電要求，符合未來智能電網(wǎng)對重要用戶電能質(zhì)量保障的要求。

[1]丁明，王敏（Ding Ming，Wang Min）.分布式發(fā)電技術(shù)（Distributed generation technology）[J].電力自動化設(shè)備（Electric Power Automation Equipment），2004，24（7）：31-36．

[2]鄭漳華，艾芊（Zheng Zhanghua，Ai Qian）.微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國的應(yīng)用前景（Present situation of research on microgrid and its application prospects in China）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2008，32（16）：27-31，58.

[3]Lasseter B.Microgrids[distributed power generation][C]// IEEE Power Engineering Society Winter Meeting.Columbus，USA：2001．

[4]郭小強，鄔偉揚（Guo Xiaoqiang，Wu Weiyang）.微電網(wǎng)非破壞性無盲區(qū)孤島檢測技術(shù)（Non-devastating islanding detection for microgrids without non-detection zone）[J].中國電機工程學(xué)報（Proceedings of the CSEE），2009，29（25）：7-12．

[5]王成山，肖朝霞，王守相（Wang Chengshan，Xiao Chaoxia，Wang Shouxiang）.微網(wǎng)綜合控制與分析（Synthetical control and analysis of microgrid）[J].電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2008，32（7）：98-103．

[6]林湘寧，李正天，薄志謙，等（Lin Xiangning，Li Zhengtian，Bo Zhiqian，et al）.適用于微網(wǎng)孤島運行的低頻減載方法（An under-frequency load shedding method adaptive to the islanding operation of micro-grids）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2010，34（3）：16-20．

[7]茆美琴，余世杰，蘇建徽，等（Mao Meiqin，Yu Shijie，Su Jianhui，et al）.風(fēng)-光-柴-蓄復(fù)合發(fā)電及智能控制系統(tǒng)實驗裝置（The developing of experiment set for wind-solar-diesel-battery hybrid power system and its intelligence control）[J].太陽能學(xué)報（Acta Energiae Solaris Sinica），2003，24（1）：18-21．

[8]黃偉，孫昶輝，吳子平，等（Huang Wei，Sun Changhui，Wu Ziping，et al）.含分布式發(fā)電系統(tǒng)的微網(wǎng)技術(shù)研究綜述（A review on microgrid technology containing distributed generation system）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2009，33（9）：14-18，34.

[9]王凌，李培強，李欣然，等（Wang Ling，Li Peiqiang，Li Xinran，et al）.微電源建模及其在微電網(wǎng)仿真中的應(yīng)用（Modeling of micro-powers and its application in microgrid simulation）[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報（Proceedings of the CSU-EPSA），2010，22（3）：32-38．

[10]Gil N J，Lopes J A P．Hierarchical frequency control scheme for islanded multi-microgrids operation[C]//Power Tech.Lausanne，Switzerland：2007．

[11]汪少勇（Wang Shaoyong）.基于分布式電源的微網(wǎng)的設(shè)計與運行（Design and operation of micro-grid based on distributed generation）[J].電力自動化設(shè)備（Electric Power Automation Equipment），2011，31（4）：120-123．

[12]王志群，朱守真，周雙喜（Wang Zhiqun，Zhu Shouzhen，Zhou Shuangxi）.逆變型分布式電源控制系統(tǒng)的設(shè)計（Controller design for inverter-based distributed generation）[J].電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2004，28（24）：61-66，70.

[13]Lopes J A P，Moreira C L，Madureira A G.Defining control strategies for microgrids islanded operation[J].IEEE Trans on Power Systems，2006，21（2）：916-924．

[14]Lopes J A P，Moreira C L，Madureira A G，et al.Control strategies for microgrids emergency operation[C]//International Conference on Future Power Systems.Amsterdam，Netherlands：2005．

[15]姚勇，朱桂萍，劉秀成（Yao Yong，Zhu Guiping，Liu Xiucheng）.諧波對低壓微電網(wǎng)運行的影響（Harmonics influences on the operation of LV microgrids）[J].Electric Power（中國電力），2010，43（10）：11-14．

Design of Micropower Inverter Considering Master-Slave Control Strategy

PAN Yuan1，2，LI Pei-qiang1，LI Xin-ran1，LIU Qian-yong1，XU Chang-hong1，CHEN De-sheng1
（1．College of Electrical and Information Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China；2．Guangdong Power Dispatch Center，Guangzhou 510600，China）

The design of inverter can enable the micropower sources to participate in the frequency regulation of microgrid，and implement the microgrid with the capability of working in island mode.Firstly，the method of average power was used to design the power control outer loop，and then a PQ control strategy of inverter system based on both power and electrical current control was proposed.Secondly，the traditional power grid droop was changed by adjusting the control equation and the design of suitable controller parameters，and an outer ring controller based on improving the sagging shape was designed.And then，a master-slave control strategy of the microgrid between various types of distributed power supply without data correspondence was put forward.Finally，the correctness and effectiveness of the coordinated control strategy was verified by a numerical analysis.

microgrid；distributed generation；master-slave control strategy；islanded mode；frequency control

TM714

A

1003-8930（2013）03-0025-06

潘遠（1986—），男，碩士研究生，主要從事電力系統(tǒng)分析和仿真建模，分布式發(fā)電及其控制建模的研究。Email：panyuan268@vip.qq.com

2012-03-28；

2012-06-27

國家自然科學(xué)基金項目（51277055）；湖南省自然科學(xué)基金項目（10JJ9023，10JJ2043）

李培強（1975—），男，博士，副教授，主要從事電力系統(tǒng)運行與控制的研究和教學(xué)。Email：596905210@qq.com

李欣然（1957—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事電力系統(tǒng)分析與控制及負荷建模的教學(xué)和研究工作。Email：lixinran1013@qq.com