微电网平滑切换控制方法及策略
郑竞宏１，王燕廷２，李兴旺２，王忠军２，王小宇１，朱守真１
（１．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京市１０００８４；２．东北电力大学电气工程学院，吉林省吉林市１３２０１２
）摘要：微电网由并网运行模式到孤岛运行模式的平滑切换是保证微电网区域内重要负荷持续可靠
供电的重要手段。文中利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件建立了逆变器微源类型的微电网模型，
实现了微电网并网及孤岛２种运行模式及其相应的控制方法。在推导控制器系统传递函数的基础上，分析了控制参数对系统频谱特性的影响，并通过时域仿真研究了控制参数对微电网运行模式切
换暂态过程的影响规律，
在此基础上提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法。同时，从微电源容量与微电网内负荷匹配程度的角度，提出了３区域平滑切换控制策略，有效地减小了微电网２种运行模式切换过程中的暂态振荡。通过仿真验证了所提出的平滑切换控制方法及策略的有效性。
关键词：微电网；平滑切换；控制器状态跟随；控制策略
收稿日期：２０１１－０６－
２４。国家自然科学基金资助项目（５０８２３００１，５１００７０４４
）。０ 引言
随着传统能源供应的日益紧张以及人们用电需求的不断提高，以分散的小容量分布式发电系统、储能系统、
负荷及保护装置集成的微电网系统成为国内外研究的热点［
１－
３］。微电网有并网与孤岛２种典型的运行状态。正
常情况下，
微电网与常规配电网并网运行，当常规电网发生故障或电能质量不满足负荷要求时，微电网
能够快速、主动地断开与电网的连接，过渡到孤岛运行状态，以保证微电网区域内重要负荷的持续供电。因此，实现微电网向孤岛运行状态的平滑过渡，可减小过渡过程中的振荡对微电网内部负荷的影响，提高微电网的电能质量和供电可靠性。
近几年来，随着许多实验性质微电网的运行，在微电网能量管理系统和电力电子接口控制等方面已
取得了一定的成果［
４－
８］。但对于微电网２种运行模式的平滑稳定切换还没有深入研究。考虑微电网运
行模式和系统状况影响，微电源在运行模式切换过程中的控制方法和策略如何保证切换中出现的扰动在可接受范围内，以及切换后仍能维持微电网内部的电压和频率稳定，是本文的研究重点。
本文主要介绍了逆变器类型微电源的微电网系统并网、孤岛２种控制器的结构，通过研究控制器参数对控制器传递函数幅频特性以及对切换时暂态过程的影响规律，提出了控制器平滑切换的方法。同
时，从微电源容量与微电网内负荷的匹配程度的角
度，
提出了３区域平滑切换控制策略，有效抑制了微电网从并网向孤岛运行切换时的暂态振荡。
１ 微电网系统介绍
１．１ 微电网结构
本文所采用的微电网结构如图１所示。图中，ＰＣＣ为公共连接点。微电源为三相电压源型逆变器，所带负荷为ＲＬＣ并联负荷。并网运行时，
由电网提供电压和频率的支撑，微电源采用Ｐ／Ｑ控制方式输出给定功率；孤岛运行状态下，逆变器需自身承
担起电压和频率的调节作用，单机一般采用Ｖ／ｆ控
制方式，多机采用Ｖ／ｆ－Ｐ／Ｑ主从控制方式［９］
或下垂控制方式［１０－
１１］，以保证供电的可靠性。本文的多机
情形主要针对Ｖ／ｆ－
Ｐ／Ｑ的控制方式进行研究
。图１ 微电网结构Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ａ ｍｉｃｒｏｇ
ｒｉｄ１．２ 并网控制器与孤岛控制器结构
并网一般采用如图２所示的典型Ｐ／Ｑ控制器
结构［１２－
１３］，而本文采用的微电网的孤岛运行状态是如图３所示的Ｖ／ｆ孤岛控制器结构
［１４－
１５］。图中：Ｐ和Ｑ为逆变器功率信号；Ｐｒｅｆ和Ｑｒｅｆ为功率参考值；ｖｄ，ｖｑ，ｉｄ，ｉｑ分别为逆变器机端输出电压、
电流的ｄｑ—
７１—第３５卷 第１８期２０１１年９月２５日
轴分量；ｉｄｒｅｆ和ｉｑｒｅｆ为内环电流参考值；ｖｓｄ和ｖｓｑ为控
制器输出电压控制信号的ｄｑ轴分量；ω为频率信号；ｕｒｅｆ为电压参考值
。
图２ 并网控制器结构
Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｇ
ｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ
ｒ图３ 孤岛控制器结构
Ｆｉｇ
．３ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｓｌａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ２ 控制参数变化对微电网切换过程的影响
微电网由并网向孤岛状态切换过程的暂态振荡
特性与孤岛控制器特性有密切联系。本文考虑的Ｖ／ｆ孤岛控制器，
由电流内环控制和电压外环控制构成。电压外环控制器主要用于维持电压和频率恒定，同时产生电流内环参考信号，一般动态响应较慢；电流内环控制器主要进行精细的调节，用于提高逆变器输出的电能质量，一般动态响应较快。控制
参数主要为２个比例—积分（ＰＩ）环节的参数，分别是：电流环比例系数ｋｐ
ｉ和积分系数ｋｉｉ、电压环比例系数ｋｐｖ和积分系数ｋｉｖ。２．１ 孤岛控制器系统函数动态响应分析
本文主要讨论以电压环的参考值ｕｄｒｅｆ和ｕｑｒｅｆ为输入，实测电压ｖｄ和ｖｑ为输出的系统特性。设电流环的ＰＩ环节部分输出为ｕｄ和ｕｑ，
则ｕｄ＝ｋｐ
ｉ＋ｋｉｉ
（
）ｓ
（ｉｄｒｅｆ－ｉｄ）ｕｑ＝ｋｐ
ｉ＋ｋｉｉ
（）
ｓ（ｉｑｒｅｆ－ｉｑ烅烄烆
）（１
）滤波电路ｄｑ方程为：
ｖｓｄ＝ＬｓＤｉｄ－ωｐｌｌＬｓｉｑ＋
ｖｄｖｓｑ＝ＬｓＤｉｑ＋ωｐｌｌＬｓｉｄ＋ｖ｛
ｑ
（２
）式中：Ｄ为微分算子；Ｌｓ为滤波电感；ωｐｌｌ为锁相环输出频率，可认为等于系统频率。
实现电流环前馈ｄｑ解耦控制的方程为［１６］
：
ｖｓｄ＝ｋｐ
ｉ＋ｋｉｉ
（）ｓ
（ｉｄｒｅｆ－ｉｄ）－ωｐｌｌＬｓｉｑ＋ｖｄｖｓｑ＝ｋｐ
ｉ＋ｋｉｉ
（）
ｓ（ｉｑｒｅｆ－ｉｑ）＋ωｐｌｌＬｓｉｄ＋ｖ烅烄烆
ｑ（３
）所以有
ｕｄ＝ＬｓＤｉｄ
ｕｑ＝ＬｓＤｉ｛
ｑ
（４
）假设负载等效电阻为Ｒ、等效电抗为Ｘ，则
ｖｄ＝Ｒｉｄ－Ｘｉｑ
ｖｑ＝Ｒｉｑ＋Ｘ
ｉ｛
ｄ（５
）由式（１）、式（４）、式（５）
及电压环控制关系可以推导出系统的ｄｑ轴传递函数如下：
Ｖｄ＝Ｒｋｐｉｋｐｖｓ２
＋（Ｒｋｐｉｋｉｖ＋Ｒｋｉｉｋｐ
ｖ）ｓ＋ＲｋｉｉｋｉｖＬｓｓ３＋（ｋｐｉ＋Ｒｋｐｉｋｐｖ）ｓ２
＋（ｋｉｉ＋Ｒｋｉｉｋｐｖ＋Ｒｋｉｖｋｐ
ｉ）ｓ＋ＲｋｉｖｋｉｉＵｄｒｅｆ－ＸＬｓｓ３＋Ｘｋｐ
ｉｓ２
＋ＸｋｉｉｓＬｓｓ３＋（ｋｐｉ＋Ｒｋｐｖｋｐｉ）ｓ２
＋（ｋｉｉ＋Ｒｋｐｖｋｉｉ＋Ｒｋｉｖｋｐ
ｉ）ｓ＋ＲｋｉｉｋｉｖＩｑ（６
）
Ｖｑ＝Ｘｋｐｉｋｐｖｓ２
＋（Ｘｋｐｉｋｉｖ＋Ｘｋｉｉｋｐ
ｖ）ｓ＋Ｘｋｉｉｋｉｖ－Ｌｓｓ３＋（Ｘｋｐｉｋｐｖ－ｋｐｉ）ｓ２
＋（Ｘｋｉｉｋｐｖ＋Ｘｋｉｖｋｐ
ｉ－ｋｉｉ）ｓ＋ＸｋｉｖｋｉｉＵｑｒｅｆ＋ＸＬｓｓ３＋Ｘｋｐ
ｉｓ２
＋ＸｋｉｉｓＬｓｓ３＋（ｋｐｉ－Ｘｋｐｖｋｐｉ）ｓ２
＋（ｋｉｉ－Ｘｋｐｖｋｉｉ－Ｘｋｉｖｋｐ
ｉ）ｓ－ＲｋｉｉｋｉｖＩｄ（７） 式（
６）中，系统输出Ｖｄ分为２部分：前一部分体现了控制系统输出电压对给定电压参考值的跟踪性能；后一部分体现了负载ｑ轴电流ｉｑ对系统输出的扰动特性。分别改变４个控制参数ｋｐｖ，ｋｉｖ，ｋｐ
ｉ，ｋｉｉ，考察其对系统函数２部分的幅频特性的影响。以电压环参数ｋｐｖ和ｋｉｖ为例，改变这２个参数对系统电压跟踪特性的影响如图４所示。从图４可以看到，比例环节系数ｋｐｖ对系统幅频和相频特性的影响明显要比积分环节系数ｋｉｖ大，而且随着ｋｐ
ｖ的增大，系统增益为０ｄＢ的频谱范围更宽，跟踪性能越好。电压环参数ｋｐｖ和ｋｉｖ对系统负载电流扰动特性的影响如图５所示。由图５可以看到，系统负载电流扰动特性在低频段有较大衰减，可较好地抑制扰动。ｋｐ
ｖ主要影响系统中频段的系统幅频特性，而ｋｉｖ主要影响低频段的系统幅频特性，ｋｐｖ和ｋｉｖ越大，抑制效果越好。
—
８１—２０１１，３５（１８
）
图４ 参数ｋ
ｐｖ和ｋ
ｉｖ
的变化对电压跟踪特性的影响
Ｆｉｇ．４ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｋｐｖａｎｄ ｋｉｖｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ－ｔｒａｃｋｉｎｇ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉ
ｃ
图５ 参数ｋ
ｐｖ和ｋ
ｉｖ
的变化对负载电流ｉ
ｑ
扰动特性的影响
Ｆｉｇ．５ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｋｐｖａｎｄ ｋｉｖｏｎ ｉｑｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ 电流控制环参数ｋｐｉ和ｋｉｉ的影响规律与电压环类似，也是ｋ
ｐｉ
对系统幅频特性的影响明显要比ｋｉｉ
大，其对系统函数的影响曲线见附录Ａ图Ａ１和图Ａ２。另外，式（７）中，ｑ轴系统函数与ｄ轴仅有几个符号差异，其系统函数幅频特性（见附录Ａ图Ａ３和图Ａ４）与ｄ轴的相差不大，相频特性有些差异，所得结论一致，这里不再赘述。
因此，对于孤岛控制器的４个控制参数，比例环
节系数ｋ
ｐｖ
和ｋ
ｐｉ
对系统的动态特性影响较大，比例系数越大，系统的跟踪性能越好；积分环节系数ｋｉｖ和ｋｉｉ对系统的动态特性影响相对较小。
２．２ 孤岛控制器参数影响的时域仿真验证
在Ｖ／ｆ控制器中，比例环节能无延迟地产生作用，而积分环节的作用则有一个时间延迟。所以，比例环节的作用更多地表现在对扰动第１摆的影响上，而积分环节的作用则更多地表现在第１摆之后的过渡过程。
下面通过时域仿真研究孤岛控制器内各参数变化对微电网切换的暂态过程的影响规律。各仿真参
数初值为：ｋ
ｐｉ＝０．５
，ｋ
ｉｉ＝３００
，ｋ
ｐｖ＝１
，ｋ
ｉｖ＝１０
。微电网在ｔ＝１ｓ时由并网切换到孤岛模式。分别独立改变各控制参数，考察其对切换过程的暂态影响。电
压环参数ｋ
ｐｖ
和ｋｉｖ对系统切换动态的逆变器输出电压和频率的仿真结果如图６所示
。
图６ 参数ｋ
ｐｖ
和ｋ
ｉｖ
的变化对暂态过程的影响Ｆｉｇ．６ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｋｐｖａｎｄ ｋｉｖｏｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ
ｋｐｖ和ｋｉｖ是电压外环控制系数，从图６可看出，
比例系数ｋ
ｐｖ
主要影响第１摆的动态，且比例系数越
—
９
１
—
·绿色电力自动化· 郑竞宏，等 微电网平滑切换控制方法及策略
大，第１摆峰值越大，过渡过程也越短。而积分系数
ｋｉｖ主要影响达到后稳态的暂态过渡时间，ｋｉｖ越大，振荡越能在较短时间内达到稳定，但对第１摆的幅值影响，要小于ｋｐｖ。另外积分系数ｋｉｖ过小时，电压达到稳态值需要更多的时间。
电流环参数ｋｐｉ和ｋｉｉ对系统切换动态的仿真结果见附录Ｂ图Ｂ１和图Ｂ２。结论类似：比例系数ｋｐｉ对电压和频率的影响比ｋｉｉ大；ｋｉｉ对电压和频率的影响很小，基本可以忽略。另外，ｋｐｉ对系统稳定性有影响，选择不合适可能会引起系统不稳定，这在３．２节中将详细说明。
综上所述，控制参数ｋｐｖ和ｋｐ
ｉ对微电网平滑切换的暂态过程影响较大，ｋｉｖ有一定影响，ｋｉｉ的影响很小。这一结论与２．２节的分析基本一致。因此保守
考虑，在切换过程中应重点考虑选择合适的ｋｐｖ，ｋｐｉ和ｋｉｖ来保证微电网的平滑切换。
３ 控制器平滑切换控制方法
３．１ 基于控制器状态跟随的平滑切换控制方法
由于微电网并网和孤岛２种模式的控制器完全不同，因此要实现逆变器与电网的平滑切换，在控制部分要有逻辑开关实现不同控制器的切换。整个系
统结构如图７所示，其中并网控制器为Ｐ／Ｑ控制方式，孤岛控制器为Ｖ／ｆ控制方式，
其输入均为某反馈量与其给定值的差值，Ｋ１和Ｋ２为逻辑开关
。
图７ 切换控制器结构
Ｆｉｇ．７ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ当微电网检测到主网故障由并网转换到孤岛运
行状态时，图７中相应由Ｐ／Ｑ并网控制切换到Ｖ／ｆ
孤岛控制。但在实际切换过程中发现：即使负荷功率需求小于逆变器所能提供的最大功率，也常在切换时刻产生较大的暂态振荡，出现如图８中系统
ＰＣＣ处电压和频率的暂态振荡曲线（
如图８虚线所示），图中微电网在ｔ＝１．５ｓ时切换。相反，如果不切换控制器，继续用Ｐ／Ｑ控制，
尽管此时能量可能不平衡，
但暂态振荡不会像切换控制器那么大（如图８实线所示）
。分析２种控制模式切换过程中产生振荡的原
因，发现是由于切换过程中２种控制器的状态不匹
配造成的。当Ｐ／Ｑ并网控制器运行时，Ｖ／ｆ孤岛控
制器也在运行，只是输出结果没有产生作用，切换时由于２种控制器的输出状态不相等而造成控制器的输出有一个跳变。尝试将Ｖ／ｆ控制器在切换前不
运行，但切换时其初始状态将为０，零状态的Ｖ／ｆ控制器与Ｐ／Ｑ控制器的状态依然存在差别，
实质并没有消除２个控制器的状态不匹配现象，切换的暂态振荡依然存在
。
图８ 控制器切换过程的系统电压和频率暂态曲线
Ｆｉｇ．８ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｗｈｅｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
针对上述问题，本文提出了基于控制器状态跟
随的平滑切换控制方法，如图９所示。将Ｖ／ｆ控制器状态与Ｐ／Ｑ控制器的输出设计为一个负反馈作
为Ｖ／ｆ控制器的输入，使得切换前Ｖ／ｆ控制器随时跟随Ｐ／Ｑ控制器的输出，
保证２个控制器的输出状态时刻一致。同时合理控制逻辑开关Ｋ１～Ｋ４：并网时，开关Ｋ１和Ｋ４闭合，开关Ｋ２和Ｋ３打开；
切换时，开关Ｋ１和Ｋ４打开，开关Ｋ２和Ｋ３闭合
。
图９ 基于控制器状态跟随的平滑切换控制方法框图
Ｆｉｇ．９ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｔａｔｕｓ
ｆｏｌｌｏｗｅｄ采用控制器状态跟随切换控制的仿真结果如图
１０所示。可以看出：
切换控制后，有效地减小了切换所产生的系统ＰＣＣ处电压和频率的振荡。这一切换控制的方法在后文的仿真算例中也将应用。３．２ 参数的切换
３．１节中的控制器切换主要完成了外环控制器的切换，其内环电流控制器为共有部分，所以没有进行切换，但根据第２节中的分析，切换时如果内环控制器的某些参数不合适，可能会造成切换过程扰动较大甚至失稳。例如：图１１为切换前后ｋｐｉ均为０．２时的仿真，微电网在ｔ＝１ｓ时进行切换。结果表明：并网时系统稳定运行，但孤岛状态下系统的电压、频
—
０２—２０１１，３５（１８
）
率失稳。这说明不同控制模式下，控制系统参数有不同的优化值，在微电网切换时，不但要进行控制器的切换，还要完成控制参数的切换
。
图１０ 控制器改进前后的暂态曲线
Ｆｉｇ．１０ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ
ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
ｓ
图１１ ｋ
ｐｉ
＝０．２切换时的暂态曲线
Ｆｉｇ．１１ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ ｗｉｔｈ ｋｐｉ＝０．２ｗｈｉｌｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
根据第２节中推导出的系统ｄｑ轴传递函数（式
（６）和式（７）），以ｄ轴传递函数为例，输出Ｖ
ｄ
分为２部分：前一部分为控制系统输出电压对给定电压参考值的闭环传递函数（用Ｇ（ｓ）表示）；后一部分体
现了负载ｑ轴电流ｉ
ｑ
对系统输出的扰动特性。从稳定性的角度考虑，重点考察前一部分的作用，为求解系统的稳定裕度，先求解前一部分的开环传递函数Ｇ０（ｓ）。由Ｇ（ｓ）＝Ｇ０（ｓ）／（１＋Ｇ０（ｓ）），可知
Ｇ０（ｓ）＝Ｇ（ｓ）
１－Ｇ（ｓ）
＝
Ｒｋｐｉｋｐｖｓ２＋（Ｒｋｐｉｋｉｖ＋Ｒｋｉｉｋｐｖ）ｓ＋Ｒｋｉｉｋｉｖ
Ｌｓｓ３＋ｋｐｉｓ２＋ｋｉｉｓ
（８）
改变ｋ
ｐｉ
，得到开环系统函数的频谱图如图１２所示。
从频谱图上可得，当ｋ
ｐｉ＝０．２时的系统相角裕
度仅为１４°，扰动稍大系统就易失稳，这也是上文示例中微电网切换失稳的原因。同时，增大ｋ
ｐｉ
可提高稳定裕度，但太大又易造成控制器内部电流环的ＰＩ控制环节失稳，产生高频振荡，使输出电压波形变差
（见附录Ｂ图Ｂ３和图Ｂ４）
。
图１２ 参数ｋ
ｐｉ
的变化对开环传递函数的影响Ｆｉｇ．１２ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｋｐｉｏｎ ｏｐｅｎ－ｌｏｏｐ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
因此，当检测到孤岛发生时，首先将ｋ
ｐｉ
的值由０．２切换为一个合理的值，这里取为０．５（相角裕度为４０°），使其满足孤岛控制器的稳定要求。仿真结
果如图１３所示。从图１３可以看出，将ｋ
ｐｉ
的值增大后，微电网平稳过渡到了孤岛状态。可见选择合适的控制参数对微电网的平稳过渡有着重要的意义
。
图１３ ｋ
ｐｉ
＝０．５切换时的暂态曲线
Ｆｉｇ．１３ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ ｗｉｔｈ ｋｐｉ＝０．５ｗｈｉｌｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ关于控制器参数的优化问题不属于本文的研究范畴，可参考相关文献，例如文献［１７］提出的以灵敏度加权平方和最小为目标的参数优化方法。在微电网切换状态时需要同时进行最优参数的切换。
４ ３区域平滑切换控制策略
４．１ ３区域平滑切换控制策略概念
微电源的容量有限，不能总满足负荷的增长需求，当负荷所需功率与微电源发出功率差额过大时，孤岛状态下微电网的电压频率就会偏离额定运行点，此时微电网切换仅依靠控制方法和参数的切换是无法保证过渡过程的平稳性的，必须采取切负荷的措施来维持微电网的能量平衡。
将切换时的微电网负荷状况划分为区域Ａ，Ｂ，Ｃ这３个控制范围，如图１４所示。区域Ａ：孤岛后系统电压稳定在额定电压值Ｕ＝１（标幺值），其边界ＰＡ和ＱＡ为有功功率、无功功率的最大值Ｐｍａｘ和Ｑｍａｘ，即为微电源输出功率的最大过载范围；区域
—
１
２
—
·绿色电力自动化· 郑竞宏，等 微电网平滑切换控制方法及策略
Ｂ：
孤岛后系统电压偏离额定电压值，但在规定允许范围内，即电压０．９≤Ｕ≤１．１，此时负荷功率边界为ＰＢ和ＱＢ；
进入到区域Ｃ后，系统电压不能满足规定标准，只有通过切负荷来实现孤岛稳定运行，在切换过程中扰动较大，可能导致系统失稳
。
图１４ ３区域切换控制范围示意图
Ｆｉｇ．１４ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｒｅｇ
ｉｏｎｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｒａｎｇｅ通过检测微电网与大电网的交换功率及微电源
的备用容量，可判断孤岛发生后系统处于Ａ，Ｂ，Ｃ哪个区域。由此提出如下平滑切换控制策略。
１
）微电网切换前处于Ａ区域：系统可直接平稳过渡到孤岛状态，切换时仅需进行控制器及其参数的切换。
２
）微电网切换前处于Ｂ区域：虽然微电网系统的电压和频率没有超出允许的范围，但微电源的输出功率处于过载区域，而且由于负荷的多变性，通常
需要微电源留有一定的备用容量，
因此在这种情况下，也需要切除一些次要负荷，保证对重要负荷的供电，使得微电网进入Ａ区域运行。
３）微电网切换前处于Ｃ区域：由于系统缺额功率过大，无法满足负荷运行要求，需要立即切除次要负荷，使得微电网最终进入Ａ区域运行。但微电网直接由Ｃ区域跨入Ａ区域，切除负荷大，对系统产
生扰动也大，
易造成系统在切换过程中暂态振荡严重，甚至发生失稳现象。因此，这里将采用两步切负
荷策略：
先切除部分负荷使得微电网由Ｃ区域进入Ｂ区域，
然后再切除部分负荷，使得微电网由Ｂ区域进入Ａ区域，
以减小切负荷对微电网的扰动。本文基于附录Ｃ参数，对单个微电源的微电网
系统进行仿真，
所确定的各区域大致边界见表１。表１ ３区域平滑切换控制范围表
Ｔａｂ．１ Ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｒｅｇｉｏｎ ｓｍｏｏｔｈ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｃｏｎｔｒｏｌ区域功率范围电压频率／ＨｚＡ０＜Ｐ＜１．２Ｐ０
－１．２Ｑ０＜Ｑ＜１．２Ｑ０
１ ５０
Ｂ１．２Ｐ０＜Ｐ＜１．３２５Ｐ０１．２Ｑ０＜Ｑ＜１．３５Ｑ０
０．９＜Ｕ＜１．１
４９．５＜ｆ＜５０．５
Ｃ
Ｐ＞１．３２５Ｐ０
Ｑ＞１．３５Ｑ０
Ｕ＜０．９
ｆ＜４
９．５ 注：Ｐ和Ｑ为负荷有功功率与无功功率；Ｐ０和Ｑ０为微电源额定功率。
４．２ 切换控制器与切负荷先后顺序关系
在３区域平滑切换控制策略中，为保证微电网的平滑切换，需要对切负荷与切换控制器的先后顺序对切换暂态过程的影响进行研究。分析如下。
１）先切负荷的情况：切负荷后，虽然即刻将微电网从能量的不平衡状态跳转到平衡范围内，
但切负荷动作的扰动必然使系统出现暂态过渡过程。这一过程中，控制器仍工作在Ｐ／Ｑ控制方式下，
不具备维持电压和频率的作用。暂态振荡过程只能依靠系统本身的阻尼去平息，因而扰动过程较长且扰动幅
度大。由于切负荷的数量不会十分精确，
微电源的输出功率与负荷大小不会非常匹配，这将使电网的
电压和频率偏离孤岛Ｖ／ｆ控制器的给定值。当控制器切换到孤岛Ｖ／ｆ控制方式时，电网的电压和频率与控制器给定值之间的不一致会使系统再次出现
振荡过程，电压和频率偏离控制器的给定值越大，振荡越大。
２）先切换控制器的情况：检测到孤岛出现时，控制器立即切换到Ｖ／ｆ控制方式，虽然此时电网电源与负荷功率不匹配，但控制器已具有维持电压和频率的作用，其对电网的调节作用相当于在系统本身阻尼的基础上添加了一个更大的阻尼作用去抑制电压和频率的偏离，这对于减少扰动更有利。其后进行切负荷，
控制器的电压和频率调节特性依然发挥作用以抑制切负荷产生的扰动。
由以上分析可以看出，采用“先切换控制”的方式，无论是对第１次扰动的阻尼作用上，还是对第２次扰动的抑制上，均优于“先切负荷”的方式。下面通过仿真来验证这一结论。
根据图１微电网结构及附录Ｃ参数，微电源采用单机模式，分布式电源２不投入运行，１ｓ时电网发生故障，微电网进入孤岛运行状态，此时分布式电
源需切换为Ｖ／ｆ控制，并切除次要负荷２。其中，负荷１有功功率为１７ｋＷ，无功功率为８ｋｖａｒ
；负荷２有功功率为１２ｋＷ，无功功率为６ｋｖａｒ。一种情况下，检测到孤岛发生时，先切换控制器，０．２ｓ后再切
负荷２；另一种情况是先切负荷２，０．２ｓ后再切换控制器。对比这２种情况，结果如图１５所示。
从图１５可以看出：对频率暂态过程的影响，先切负荷时造成的扰动明显大，有近０．４ｓ的时间内频率均大于允许的范围，而先切控制器对频率基本没有造成明显扰动；对电压暂态过程的影响，先切控制器和先切负荷均会造成一定的扰动，但依然是先切负荷造成的扰动更大。
—
２２—２０１１，３５（１８
）
图１５ 切负荷与控制器切换先后关系对比
Ｆｉｇ．１５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｆｏｒ
ｌｏａｄ－ｓｈｅｄｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ
因此，当检测到孤岛发生后，首先要切换控制器，再根据情况切负荷。
４．３ 切负荷仿真研究
４．３．１ 单机切负荷仿真
由于Ａ和Ｂ区域系统都可以保证平滑切换，本文不作具体分析，主要针对情况较严重的Ｃ区域进行切负荷仿真分析，比较一次性完成切负荷和按照３区域平滑切换控制策略———分２次切除负荷的效果（见图１６）
。
图１６ 单机切负荷曲线对比
Ｆｉｇ．１６ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｌｏａｄ－ｓｈｅｄｄｉｎｇ ｉｎ
ｓｉｎｇｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ
由图１６可看出，１．２ｓ一次性切负荷后，微电网虽能在较短时间内稳定到新的工作点，但所产生的暂态振荡很大（图中实线）。按３区域平滑切换控制策略将负荷分成２次切除，即１．２ｓ和１．６ｓ时分别切除５ｋＷ的有功功率和３ｋｖａｒ的无功功率。仿真结果可看出，１．２ｓ第１次切负荷时，所产生的振荡扰动明显减小，１．６ｓ第２次切负荷时，振荡更是可以忽略（图中虚线）。这充分说明了３区域平滑切换控制策略对于保证微电网平滑切换的有效性。４．３．２ 多机切负荷仿真
系统结构如图１所示。０～１ｓ：微电网并网运行，分布式电源１和分布式电源２均采用Ｐ／Ｑ控制方式，额定有功功率为１０ｋＷ，无功功率为０ｖａｒ。１ｓ时大电网发生故障，ＰＣＣ断开连接，微电网进入孤岛运行状态。此时，分布式电源１由Ｐ／Ｑ控制切换到Ｖ／ｆ控制；分布式电源２不切换控制策略，一直采用Ｐ／Ｑ控制，检测到孤岛发生后，１．２ｓ时开始切除次要负荷２。负荷１有功功率为１７ｋＷ，无功功率为４ｋｖａｒ；负荷２有功功率为１０ｋＷ，无功功率为２ｋｖａｒ。１次切负荷与３区域平滑切换控制策略分２次切负荷的曲线对比如图１７所示
。
图１７ 多机切负荷曲线
Ｆｉｇ．１７ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｌｏａｄ－ｓｈｅｄｄｉｎｇ
ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉ－ｍａｃｈｉｎｅｓ
由图１７可看出，在１．２ｓ时１次切负荷造成的电压瞬间抬升和频率的扰动（图中实线）要大于分２次切负荷的电压和频率变化（图中虚线）。由此说明，按照３区域平滑切换控制策略可有效减小微电网切换中的扰动，更易保证切换的平滑性。
５ 结语
本文采用逆变器为接口的微电网模型，基于传递函数幅频特性和时域仿真分析，研究了控制参数的变化对运行模式切换过程中暂态的影响规律，提出了基于控制器状态跟随的平滑切换控制方法。同时提出了３区域平滑切换控制策略，有效减小了微电网由并网状态切换到孤岛状态过程中产生的暂态振荡，保证了微电网的平滑切换。
附录见本刊网络版（ｈｔｔｐ：／／ａｅｐｓ．ｓｇｅｐｒｉ．ｓｇｃｃ．ｃｏｍ．ｃｎ／ａｅｐｓ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘ）。
参考文献
［１］ＫＡＴＩＲＡＥＬ Ｆ，ＩＲＡＶＡＮＩ Ｍ Ｒ，ＬＥＨＮ Ｐ Ｗ．Ｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｔｏ ｉｓｌａｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，２００５，２０（１）：２４８－２５７．
［２］鲁宗相，王彩霞，闵勇，等．微电网研究综述［Ｊ］．电力系统自动化，２００７，３１（１９）：２５－３４．
ＬＵ Ｚｏｎｇｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｃａｉｘｉａ，ＭＩＮ Ｙｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００７，３１（１９）：２５－３４．
［３］王建，李兴源，邱晓燕．含有分布式发电装置的电力系统研究综述［Ｊ］．电力系统自动化，２００４，２９（２４）：９０－９７．
ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ，ＬＩ Ｘｉｎｇｙｕａｎ，ＱＩＵ Ｘｉａｏｙａｎ．Ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００４，２９（２４）：９０－９７．
—
３
２
—
·绿色电力自动化· 郑竞宏，等 微电网平滑切换控制方法及策略
［４］郭力，王成山．含多种分布式电源的微电网动态仿真［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（２）：８２－８６．ＧＵＯ Ｌｉ，ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇｓｈａｎ．Ｄｙ
ｎａｍｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎｍｉｃｒｏｇ
ｒｉｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００９，３３（２）：８２－８６．［５］ＫＲＯＰＯＳＫＩ Ｂ，ＬＡＳＳＥＴＥＲ Ｒ．Ｍａｋｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ ｗｏｒｋ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ
Ｍａｇａｚｉｎｅ，２００８，６（３）：４０－５３．［６］ＢＡＲＳＡＬＩ Ｓ，ＣＥＲＡＯＬＯ Ｍ，ＰＥＬＡＣＣＨＩ Ｐ．Ｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ
ｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ
ｓｕｐｐｌｙ［Ｃ］∥Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｃｉｅｔｙ Ｗｉｎｔｅｒ Ｍｅｅｔｉｎｇ：Ｖｏｌ ２，Ｊａｎｕａｒｙ
２７－３１，２００２，ＮｅｗＹｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ：７８９－
７９４．［７］陈卫民，陈国呈，崔开涌，等．
分布式并网发电系统在孤岛时的运行控制［Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（９）：８９－
９１．ＣＨＥＮ Ｗｅｉｍｉｎ，ＣＨＥＮ Ｇｕｏｃｈｅｎｇ，ＣＵＩ Ｋａｉｙｏｎｇ
，ｅｔ ａｌ．Ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓｉｎ ｉｓｌａｎｄｉｎｇ ｓ
ｉｔｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＰｏｗｅｒＳｙ
ｓｔｅｍｓ，２００８，３２（９）：８９－９１．［８
］丁明，杨向真，苏建徽．基于虚拟同步发电机思想的微电网逆变器电源控制策略［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（８）：８９－
９３．ＤＩＮＧ Ｍｉｎｇ，ＹＡＮＧ Ｘｉａｎｇｚｈｅｎ，ＳＵ Ｊｉａｎｈｕｉ．Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ ａｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００９，３３（８）：８９－
９３．［９］ＬＯＰＥＳ Ｊ Ａ Ｐ，ＭＯＲＥＩＲＡ Ｃ Ｌ，ＭＡＤＵＲＥＩＲＡ Ａ Ｇ．Ｄｅｆｉｎｉｎｇ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ ｉｓｌａｎｄｅｄ ｏｐ
ｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００６，２１（２）：９１６－９２４．［１０］ＢＲＡＢＡＮＤＥＲＥ Ｋ Ｄ，ＢＯＬＳＥＮＳ Ｂ，ＶＡＮ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ａ ｖｏｌｔａｇ
ｅａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｒｏｏｐ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００７，２２（４）：１１０７－
１１１５．［１１
］姚玮，陈敏，牟善科，等．基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（６）：７７－８０．ＹＡＯ Ｗｅｉ，ＣＨＥＮ Ｍｉｎ，ＭＯＵ Ｓｈａｎｋｅ，ｅｔ ａｌ．Ｐａｒａｌｌｅｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄｄｒｏｏｐ
ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（６）：７７－
８０．［１２］王成山，肖朝霞，王守相．微网综合控制与分析［Ｊ］．
电力系统自动化，２００８，３２（７）：９８－
１０３．ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇｓｈａｎ，ＸＩＡＯ Ｚｈａｏｘｉａ，ＷＡＮＧ Ｓｈｏｕｘｉａｎｇ
．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇ
ｒｉｄ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００８，３２（７）：９８－１０３．［１３
］王志群，朱守真，周双喜．逆变型分布式电源控制系统的设计［Ｊ］．电力系统自动化，２００４，２８（２４）：６１－
６６．ＷＡＮＧ Ｚｈｉｑｕｎ，ＺＨＵ Ｓｈｏｕｚｈｅｎ，ＺＨＯＵ Ｓｈｕａｎｇ
ｘｉ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇ
ｎ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００４，２８（２４）：６１－６６．［１４
］王成山，肖朝霞，王守相．微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略［Ｊ］．电工技术学报，２００９，２４（２）：１００－
１０７．ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇｓｈａｎ，ＸＩＡＯ Ｚｈａｏｘｉａ，ＷＡＮＧ Ｓｈｏｕｘｉａｎｇ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌｏｏｐ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２
００９，２４（２）：１００－１０７．［１５］ＫＡＴＩＲＥＩ Ｆ，ＩＲＡＶＡＮＩ Ｍ Ｒ．Ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅｇ
ｉｅｓｆｏｒ ａ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇ
ｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ，２００６，２１（４）：１８２１－１８３１．［１６］杨思祥，李国杰，阮思烨，等．应用于ＤＦＩＧ风电场的ＶＳＣ－
ＨＶＤＣ控制策略［Ｊ］．电力系统自动化，２００７，３１（１９）：６４－６７．ＹＡＮＧ Ｓｉｘｉａｎｇ，ＬＩ Ｇｕｏｊｉｅ，ＲＵＡＮ Ｓｉｙ
ｅ，ｅｔ ａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ＶＳＣ－ＨＶＤＣ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ＤＦＩＧ ｂａｓｅｄ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００７，３１（１９）：６４－６７．［１７
］林今，李国杰，孙元章，等．双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（５）：８６－
９０．ＬＩＮ Ｊｉｎ，ＬＩ Ｇｕｏｊｉｅ，ＳＵＮ Ｙｕａｎｚｈａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｓｍａｌｌ－ｓｉｇ
ｎａｌａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｐ
ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＤＦＩＧｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｓ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（５）：８６－
９０．郑竞宏（１９７４—），男，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：电力负荷建模、微电网、电能质量。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｚｈｅｎｇ＠ｔｓｉｎｇ
ｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ王燕廷（１９８４—），女，硕士，主要研究方向：微电网。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｙ
ｔ１６５６７１５７４＠１２６．ｃｏｍ李兴旺（１９８５—），男，硕士，主要研究方向：微电网。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｗａｎｇ
ｚｉ２００７＠１６３．ｃｏｍＣｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｇ
ｒｉｄ Ｓｍｏｏｔｈ ＳｗｉｔｃｈｏｖｅｒＺＨＥＮＧ Ｊｉｎｇｈｏｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｙａｎｔｉｎｇ２，ＬＩ Ｘｉｎｇｗａｎｇ２，ＷＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｊｕｎ２，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｙ
ｕ１，ＺＨＵ Ｓｈｏｕｚｈｅｎ１
（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００８４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
，Ｊｉｌｉｎ １３２０１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｆｒｏｍ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｔｏ ｉｓｌａｎｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｃａｎ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ
ｔｏ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｌｏａｄｓ．Ａ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｂｏｔｈ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｉｓｌａｎｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｙ
ｓｔｅｍ．Ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｉｍｅ－ｄｏｍａｉｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｂｏｖｅ，ａ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｔａｔｕｓｆｏｌｌｏｗ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎｔｉｍｅ，ａｓ ｖｉｅｗｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ－ｓｏｕｒｃｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｗｉｔｈ ｌｏａｄ，ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｒｅｇｉｏｎ ｓｍｏｏｔｈｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ
ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄｓｔｒａｔｅｇ
ｉｅｓ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．５０８２３００１，Ｎｏ．５１００７０４４）．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｓｍｏｏｔｈ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｔａｔｕｓ ｆｏｌｌｏｗｅｄ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ
—
４２—２０１１，３５（１８
）