主從結構微電網逆變器離網全過程平滑切換控制策略

張純江，徐菁遠，慶宏陽，柴秀慧，王曉寰

（電力電子節能與傳動控制河北省重點實驗室（燕山大學），河北省秦皇島市 066004）

0 引言

隨著可再生的分布式電源的大規模發展［1］，由分布式單元與儲能單元、負荷以及監控保護裝置等構成的微電網，因具有更大靈活性和獨特性也得到廣泛應用。微電網既能夠與大電網聯網運行，也能夠與大電網斷開獨立運行［2］，并且能夠在并網與孤島模式之間切換，保證對本地負載的不間斷供電，因此微電網在提高供電可靠性和應急供電能力等方面有著顯著的作用［3］。

逆變器是微電網的重要組成部分，其主要分為：針對主從結構的主從控制［4-9］和針對對等結構的下垂控制［10-17］兩種。主從結構需指定一臺容量較大的變換器作為主電源，并網時一般采用PQ控制，孤島時一般采用V/F控制。因此，當因電網故障而離網時，系統發生非計劃孤島運行，主逆變器控制方式需從PQ控制切換為V/F控制，由于控制方法差異導致控制器輸出狀態不匹配而引起輸出量跳變，產生較大的暫態振蕩。對此，許多文獻針對模式切換產生的問題進行了研究。文獻［4］對控制器切換過程中的狀態跟隨器進行算法改進，并且通過軟件鎖相方法實現平滑切換。然而，上述提到的文獻未考慮孤島檢測時間的延遲對切換過程的影響，由于孤島檢測的時延性，孤島保護程序在達到規定檢測時間后才會切換控制模式，突然脫離電網的逆變器無法瞬間完成PQ至V/F的控制模式切換，不僅不能及時彌補因電網斷開造成的功率差額，無法維持功率平衡，同時還導致了逆變器以PQ控制模式運行在孤島狀態，失去電壓支撐，致使微電網處于電壓幅值和頻率失控狀態。……