基于范德波爾振蕩器和PQ控制的微電網并離網協調控制策略

羅 龍，李耀華，李子欣，趙 聰

（1. 中國科學院電力電子與電氣驅動重點實驗室（中國科學院電工研究所），北京 100190；2. 中國科學院大學，北京 100049）

0 引言

分布式發電（distributed generation，DG）單元并聯的微電網能夠有效提高系統的供電可靠性和電能質量，是解決和改善高原、海島等偏遠地區分散電力需求并且充分利用可再生能源的一種有效途徑［1-3］。相較于傳統電網，微電網存在并網和孤島2 種運行模式。因此，微電網需要在2 種模式下可靠穩定運行，并實現在2種模式之間的平滑切換。

當微電網處于并網運行模式時，一般認為電網為剛性網絡，各DG 單元采用PQ 電流控制方式獨立與電網交換功率即可；而當微電網處于孤島運行模式時，采用主從控制方式的微電網對系統的通信帶寬要求較高，多臺DG 的功率協調控制比較復雜，可靠性也較差。分級控制是微電網離網運行時實現負荷與多臺DG 裝置之間功率平衡的有效方法［4-5］：內層一般為交流電壓環，帶寬在幾百到幾千赫茲之間，一般與逆變器的開關頻率相等或者為開關頻率的2倍，具有最快的響應速度，以實現對外環輸出值的跟蹤控制；外層一般采用下垂控制或者虛擬同步機（virtual synchronous machine，VSM）控制，以實現功率對等分配。

微電網一般呈現阻性，因此當采用下垂控制時，負荷與DG 之間的有功功率交換由電壓幅值差決定，而無功功率與電壓相位差有關，各DG 通過P-V和Q-ω下垂曲線調整其與微電網額定電壓、額定頻率之間的偏差，實現DG 與微電網中負荷之間的功率均衡控制；……