基于主从结构的微电网平滑切换控制方法分析.docx

??

?

??

基于主从结构的微电网平滑切换控制方法分析

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

胡森葛鹏李迎龙

摘?要：微电网在并网运行和孤岛运行模式的平滑切换控制是微电网稳定运行的重要条件，对于微电网的可靠安全运行具有重要意义。为此，文章建立了基于主从结构的光储微电网系统，在分析逆变器结构的基础上提出一种综合控制方法;根据微电网切换过程中存在的问题，采用基于状态跟随和预同步的方法实现微电网双模式运行的平滑切换控制，并在MATLAB/Simulink仿真平台上建立模型进行仿真验证，仿真结果表明了所提控制方法的有效性。

关键词：微电网;并网模式;孤岛模式;平滑切换

TM732文献标志码：A???：2095-2945（2019）10-0007-04

Abstract：Thesmoothswitchingcontrolofthemicro-gridinthegrid-connectedoperationmodeandtheislandoperationmodeisanimportantconditionforthestableoperationofthemicro-grid，whichisofgreatsignificanceforthereliableandsafeoperationofthemicro-grid.Therefore，thispaperestablishesamicro-gridsystembasedonmaster-slavestructure，andproposesanintegratedcontrolmethodbasedontheanalysisofinverterstructure.Accordingtotheproblemsexistinginthemicro-gridswitchingprocess，thesmoothswitchingcontrolofthemicro-griddual-modeoperationisimplementedbasedonthestatefollowingandpre-synchronizationmethods，andthemodelisbuiltontheMATLAB/Simulinksimulationplatformforsimulationverification.Thesimulationresultsshowtheeffectivenessoftheproposedcontrolmethod.

Keywords：micro-grid;grid-connectedmode;islandmode;smoothswitching

引言

伴随着能源危机的日益加重及传统大电网的不足之处日渐显露，人们迫切需要寻找一种更加清洁、可靠、高效的发电技术[1-2]。而目前分布式发电技术得到广泛应用，于是相关的学者及专家便提出了微电网的概念[3]。微电网是集分布式电源、储能设备、负荷、中央控制器和保护装置为一体的发电方式，分为并网运行和孤岛运行两种运行模式[4-5]。在无故障状态下，微电网并网运行;当大电网非正常运行或需要维护时，微电网就会断开和大电网的连接转而进入孤岛运行模式;如果大电网故障得以排除并正常运行时，微电网重新连接大电网恢复到并网运行模式。由此可以看出，微电网双模式的平滑切换对于整个系统的稳定运行至关重要[6-7]。由于主从结构在孤岛运行时系统的电压和频率能够得以稳定，因此实际工程中微电网都是以主从结构为主。文献[8]中提及主逆变器在并网运行时采用PQ控制，在离网运行时采用V/f控制，在切换过程中由于控制方式的改变会引起电压、频率及功率有较大的冲击，不满足微电网的稳定运行。本文采用基于状态跟随和预同步的方法进行微电网的切换控制，实现微电网系统并离网的平滑切换。

1微电网系统结构

本文所研究的微电网系统结构如图1所示，微电源与负荷组成的微网系统和配电网相连接，通过控制公共连接点PCC的开通与关断实现微电网的并网与孤岛运行。

2微电网主从控制策略

微电网的主从控制是指微网孤岛运行时，其中的一个或几个为主控微电源，其他的为从控微电源，主控源向从控源提供电压和频率的参考，用以维持微电网的稳定运行。目前主要有3种控制方式：恒功率控制（PQ控制）、恒压/恒频控制（V/f控制）、下垂控制（droop控制）。PQ控制用以实现微电源的恒功率输出，对于风机、光伏等这些不可控微电源来