適于微電網可控開關無縫切換的無源網絡優化設計

侯靈犀， 徐　琳, 魏應冬， 姜齊榮, 丁理杰， 林瑞星

(1. 電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室， 清華大學， 北京市 100084；2. 國網四川省電力公司電力科學研究院， 四川省成都市 610072)

0　引言

微電網具有并網和孤島2種運行模式。正常情況下微電網與外部電網并網運行，其電壓和頻率與外部電網一致，二者共同為負荷供電[1]。當微電網內部出現故障或進行檢修時，需主動與外部電網及負荷斷開，待故障恢復后再重新連通[1]；當外部電網發生電壓暫降等故障時，微電網則需由并網向孤島模式切換并維持負荷正常工作[2]。由于通信、醫療及高端制造等大量敏感負荷對電能質量尤其是電壓穩定性的要求日漸嚴格[3-5]，為保證負荷側電壓和頻率的穩定，需要微電網在2種運行模式之間快速平滑過渡，即實現“無縫切換”[6]。此外，微電網中各類發電和用電設備產生的無功、負序、諧波電流，可能影響系統電壓、頻率穩定性，造成電能質量的惡化[7-9]。因此，綜合治理微電網公共連接點的電能質量問題，也是微電網安全穩定運行的重要問題[10]。

微電網的可控開關連接在微電網與外部電網之間，正常工作時始終導通外部電網與微電網之間的電流。由于可控開關的響應時間決定了微電網并網與孤島模式的切換速度，故其技術方案非常關鍵。采用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等全控型器件構成的可控開關響應速度很快，但開關通態損耗大、過載能力差且成本較高[11]，實際較少應用。……