交直流微网PCC无缝切换控制策略研究

第45卷第17期电力系统保护与控制Vol.45 No.17 2017年9月1日Power System Protection and Control Sep. 1, 2017 DOI: 10.7667/PSPC161379直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制策略仿真研究李培强，董彦婷，段克会，伍文华(湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082)摘要：为了便于扩展直流微电网的容量与增强系统可靠性，采用双向AC/DC变换器并联系统来实现直流微电网与大电网之间的能量交互。

提出了一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统的低电压偏移功率均分控制策略，通过反馈直流线路的平均电流作为全局变量，并引入积分环节，实现了各变换器的功率精确分配而不受线路参数的影响。

通过引入平均输出电压比例积分控制，减小了直流母线电压的偏移。

探讨了二次纹波电流对并联系统功率控制的影响，引入带阻滤波器，抑制二次纹波电流和电压对并网电流畸变率的影响。

分析了变换器并联系统的稳定性，给出了合适的控制参数。

最后，仿真验证了所提出的控制策略的有效性。

关键词：直流微电网；双向AC/DC变换器并联系统；功率均分；低母线电压偏移；二次纹波Simulation study for control strategy of bi-directional AC/DC converterparallel system in DC microgridLI Peiqiang, DONG Yanting, DUAN Kehui, WU Wenhua(College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: In order to easily expand the DC microgrid capacity and enhance the system stability, the parallel system with bi-directional AC/DC converters is adopted to realize the energy exchange between the DC microgird and the utility grid.A power sharing strategy with low voltage deviation is proposed for the parallel system. By using the average DC-linecurrent as the global variable and introducing the integral part, the accurate power sharing between converters can be achieved without the impact from line parameters. By adding the average output voltage proportional integral control, the deviation of DC bus voltage is diminished. The impact on the power control of the parallel system by the secondary ripple current is studied. And the band-stop filter is introduced to reduce the grid-connected current distortion rate caused by the secondary ripple current and voltage. The stability of converter parallel system is analyzed and the appropriate control parameters are given. Finally, the simulation proves the effectiveness of the proposed control strategy.This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No. 51677059).Key words: DC microgrids; bi-directional AC/DC converter parallel system; power sharing; low bus voltage deviation;secondary ripple0 引言分布式新能源发电的推广和直流负载所占终端用电比例与日俱增，促进了直流微电网的迅速发展[1-2]。

交直流混合微电网接口变换器控制研究交直流混合微电网是一种新型的电力系统，可以实现多种能源的协调供应和互联互通。

在交直流混合微电网中，接口变换器是连接直流侧和交流侧的关键设备，其控制对于微电网的运行和性能具有重要影响。

接口变换器的控制研究是交直流混合微电网领域的热点研究之一。

其主要目标是实现交直流之间的能量转换和传输，并确保微电网系统的稳定运行。

接口变换器的控制策略需要考虑多种因素，如电网频率、电压波形、功率平衡等。

同时，还需要考虑微电网内部各种能源的供需平衡，以及与外部电网的互动。

在接口变换器的控制研究中，一种常见的方法是采用模型预测控制（MPC）算法。

该算法可以通过建立微电网的数学模型，预测未来一段时间内的功率需求和能量流动情况。

根据预测结果，接口变换器可以实时调整电流和电压的控制策略，以满足微电网的需求。

此外，为了提高接口变换器的控制性能，还可以采用智能优化算法。

这些算法可以通过学习和优化来调整接口变换器的控制参数，以使微电网系统的性能达到最优。

例如，可以使用遗传算法、粒子群算法等来优化接口变换器的控制策略，以实现最大功率输出或最小能耗。

在实际应用中，接口变换器的控制还需要考虑到微电网的实际运行情况和外部环境的影响。

例如，当微电网与外部电网发生故障或断电时，接口变换器需要具备自主切换功能，从而保证微电网内部的供电可靠性。

综上所述，交直流混合微电网接口变换器的控制研究是一个复杂而关键的领域。

通过采用模型预测控制和智能优化算法，可以实现接口变换器的高效控制，从而提高微电网系统的性能和可靠性。

未来，随着微电网技术的不断发展，接口变换器的控制研究将进一步深入，并为微电网的应用和推广提供更好的支持。

第51卷第22期电力系统保护与控制Vol.51 No.22 2023年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.230262基于改进线性二次调节器的微电网运行模式无缝切换控制策略孙佳航1，黄景光1，徐慧鑫1，陈 勇1，张 霞1，王楷杰2(1.三峡大学电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002；2.强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)，湖北 武汉 430074)摘要：微电网的主要特点之一是能够在并网模式和孤岛模式下运行，进行微电网运行模式之间的切换可能导致电压和频率的显著波动，严重时会威胁到整个系统的稳定性。

无缝切换控制策略是保证微电网稳定可靠运行的关键，为解决传统无缝切换控制策略易受干扰影响和动态稳定性差的问题，提出了一种基于改进线性二次调节器的微电网运行模式无缝切换控制策略，该策略包括并网-孤岛平滑调节器和孤岛-并网平滑调节器。

并网-孤岛平滑调节器通过对传统电压控制环的改进，可以为系统提供更多的阻尼并补偿逆变器输出处的瞬态电压降，从而改善系统动态性能。

同时，通过对传统下垂控制策略的改进，可以根据系统有功功率的变化来调整其下垂系数，在受干扰的情况下能够将频率偏差降低到期望的水平。

孤岛-并网平滑调节器考虑内部控制回路和PLL动态的情况下，根据并网控制策略下的状态空间模型对传统电流控制回路进行了改进，可以保证PCC两侧电压的同步性和微电网频率的稳定性。

最后，对所提出的控制策略进行了小信号分析，同时研究了孤岛检测算法对控制策略的潜在影响，突出了所提策略的鲁棒性，并验证了所提控制策略能够平滑稳定地实现微电网运行模式间的切换。

关键词：并网模式；孤岛模式；微电网；线性二次调节器；平滑过渡Seamless switching control strategy for microgrid operation mode based onan improved linear secondary regulatorSUN Jiahang1, HUANG Jingguang1, XU Huixin1, CHEN Yong1, ZHANG Xia1, WANG Kaijie2(1. College of Electrical Engineering and New Energy, China Three Gorges University, Yichang 443002, China;2. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology(Huazhong University of Science and Technology), Wuhan 430074, China)Abstract: One of the main features of microgrids is their ability to operate in both grid-connected and islanded modes.Switching between microgrid operating modes can lead to significant voltage and frequency fluctuations, which can seriously threaten the stability of the entire system.Seamless switching control strategy is the key to ensuring stable and reliable operation of a microgrid. To solve the problems that traditional seamless switching control strategy is susceptible to interference and poor dynamic stability, a strategy based on an improved linear secondary regulator is proposed, one which includes grid-islanding and islanding-griding smoothing regulators. The grid-islanding smoothing regulator improves the system dynamic performance by providing more damping and compensating for transient voltage drops at the inverter output through an improvement to the traditional voltage control loop. Also, by improving on the traditional sag control strategy, it can adjust its sag coefficient according to changes in the active power of the system and is able to reduce the frequency deviation to the desired level in the presence of disturbances. The islanding-grid smoothing regulator considers the internal control loop and PLL dynamics and improves the traditional current control loop according to the state space model under the grid-connected control strategy. This can ensure the synchronisation of the voltages on both sides of the PCC and the stability of the microgrid frequency. Finally, a small-signal analysis of the proposed control strategy is carried out, and the potential impact of the islanding detection algorithm on the control strategy is investigated, highlighting the robustness of the proposed strategy and verifying that the proposed control strategy can achieve smooth and stable switching between microgrid operation modes.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 52107095).Key words: grid-connected mode; islanding mode; microgrid; linear quadratic regulator; smooth transition基金项目：国家自然科学基金项目资助(52107095)孙佳航，等基于改进线性二次调节器的微电网运行模式无缝切换控制策略- 121 -0 引言微电网(microgrid, MG)作为一个小型电力系统，可以在并网(grid connected, GC)和孤岛(islanding, IS)模式下运行[1-4]。

微电网中心控制器控制策略研究张韵辉【摘要】在微电网系统分层控制结构中,微电网中心控制器(MGCC)是保证微电网稳定运行的重要设备.研究MGCC对推动微电网发展具有重要意义.通过MGCC实现对微电网的有效管理和控制,重点在于控制策略和能量管理控制装置.在微电网系统硬件结构上,将控制功能分散到分布式电源、负荷、储能单元各个微电网元件,并由MGCC负责集中控制和调度.同时,提出了一种MGCC控制策略,以实现微电网稳定运行及效益的最大化,并保障微电网并/离网状态的无缝切换.针对深圳职业技术学院交直流混合微电网工程,在并网运行、离网运行以及并/离网运行切换三种运行模式、多种运行工况下,对该控制策略进行了在线测试.测试结果证明了MGCC控制策略对微电网系统的有效性与可行性.该控制策略能对微电网中的分布式电源、储能装置、本地负荷等进行有效的协调控制,实现系统稳定、安全、经济运行.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2018(039)007【总页数】5页(P82-86)【关键词】分布式发电;协调控制;交直流混合微电网;微电网中心控制器;储能系统;就地控制器【作者】张韵辉【作者单位】深圳职业技术学院机电工程学院,广东深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】TH183.3;TP2730 引言随着清洁能源开发、利用规模的扩大，清洁能源电力并网难题不断显现。

为改善并网的种种弊端，人们已将视角转向微电网技术[1-4]。

微电网的基础是分布式发电。

其实质是小型电网，由各种分布式电源、储能系统、负荷、监控、保护、通信等组成。

通过微电网将分布式电源分散、多点接入配电网，不但有利于清洁能源电力并网消纳，而且能最大限度发挥分布式发电的效能、提高清洁能源的利用效率。

从技术层面看，分布式发电是解决未来能源短缺问题的必经之路，而微电网作为“网中网”的形式，已成为分布式发电供电系统集成技术的核心，也是分布式发电无缝接入大电网的发展趋势[5-7]。

浅谈交直流微电网ACDC双向功率变换器控制策略作者：李霞李娟来源：《科学与财富》2020年第36期摘要：在分布式电源快速发展的背景下，微电网已经成为电力系统发展的主要方向。

未来智能电网系统中通过交直流微网，能够接纳不同的分布式能源，满足功率输出的需求，提高系统的整体负荷，有效减少电力电子转换等各种中间环节，减少工程损耗和运行成本，也能够增强供电的可靠性与稳定性。

通过对交直流微电网AC DC双向功率变换器的控制策略以及相关技术进行深入探究，可以针对交直流微网分布式能源的具体进行改进，提高分布式能源并网的整体灵活性。

关键词：交直流微电网;ACDC双向功率变换器;谐波电流0 引言如果交流子网中有大量的非线性负荷，交流母线电流会发生畸变，通过AC DC双向功率变换器进行谐波电流的治理，可以提高微电网的整体运行效果。

促进可再生能源的有效利用，有效解决电力供不应求的问题。

1理想工况下AC DC双向功率变换器的现状目前三相电压ACDC双向功率变换器主要采取直流子网电能储能。

电流型AC DC双向功率变换器运行成本高、稳定性低，整个系统的动态响应速度比较慢。

运用电压型AC DC双向功率变换器稳定性非常高，响应速度快，可以有效替代电流型AC DC功率变换器。

目前电压型的AC DC双向功率变换器主要控制策略，包括双闭环控制、PO控制等。

电压外还可以采用平方算法策略，性能良好，可以有效提高电流侧电压的整体运行效果，能够实现功率控制到电压和频率控制的无缝输出，还能够根据不同的微电网负荷进行实时调整，通过采用并网与孤岛模式的AC双向功率变换器，可以保证交直流子网之间的功率实现平衡，确保AC DC双向功率变换的整体效果，还能够对交直流子网之间的功率平衡进行动态化调整。

通过微网子网之间的功率平衡能够有效解决AC DC双向功率变换器频繁动作的各种异常问题。

2电流畸变时的ACDC双向功率变换器在交直流混合微电网中，由于谐波电流会造成双向功率，变换器出现故障跳闸等情况，还会导致线路损耗增加。

光储交直流混合微电网功率控制及无缝切换策略研究微电网是接纳可再生能源的重要方式。

将光伏和储能技术相结合组成光储交直流混合微电网,可为楼宇中的各种交、直流负荷提供电能,具有实际的应用价值。

交直流微电网可并网运行也可脱离电网孤岛运行,其功率控制和运行模式的平滑切换是保证系统正常运行的关键技术,本文以此作为研究内容,主要工作如下:针对楼宇中负荷的特点,给出了光储交直流混合微电网的系统结构。

该结构设置两种电压等级直流母线,适应不同直流负荷的接入;在交、直流两侧均接入光伏和储能系统,使两侧互为功率备用;利用锂电池和超级电容构成的混合储能,满足微电网不同模式下对储能的需求,通过Simulink对其控制效果进行了仿真验证。

在分析交直流混合微电网功率平衡关系的基础上,提出了交流子微网和直流子微网在并网和孤岛两种运行模式下的功率控制策略,给出各模块变流器相应的控制方法。

为最大程度发挥混合储能的功能,提高微电网孤岛运行的可靠性,针对AC/DC互连变流器,提出了协调双侧储能的互联变流器功率控制策略,并给出相应的算法。

微电网并网切换到孤岛时,储能逆变器需改变控制器结构,由PQ控制切换到V/F控制,而非计划孤岛情况下孤岛检测期间电压不可控,造成过压或欠压。

针对上述问题,本文提出一种电压电流协同控制策略,在整个运行过程中用电压控制器对微电网内负载的电压进行控制。

并网时电压控制器经调节后平衡微网内负载功率并达到稳定输出;同时附加上电流控制器控制输出电流,保证微网和电网间功率平衡。

孤岛后电流控制器退出运行,电压控制器继续控制微电网内负载电压,维持负载的功率平衡,控制器输出具有连续性,控制模式也平滑切换到电压控制,实现由并网到孤岛运行无缝切换。

在Simulink中搭建了光储交直流混合微电网的仿真模型,对混合微电网并网和孤岛模式的功率控制策略,以及所提出的无缝切换控制策略进行仿真验证。

同时,搭建了RTDS外接DSP控制器的实验系统,进行了闭环实验验证。

0引言目前，交流微电网仍然是微电网的主要形式，尽管交流微电网的研究已经取得了很多成果，但是还需要进一步解决分布式电源（distributed generation，DG）并联接入时带来的谐振、谐波等方面的影响。

相比于交流微电网，直流微电网系统无需考虑各DG之间的同步问题，在环流抑制上更具优势，且直流微电网只有与主网连接处需要使用逆变器，系统成本和损耗大大降低。

当下，智能电网的概念深入人心，其建设理念是以一种环境友好的、可持续的方式为数字社会提供可靠的、高质量的电能。

智能电网最主要的特点就是可以连接各种不同的交流和直流发电系统、储能系统以及各种不同的交直流负荷，以达到最优的运行效率。

在此背景下，单纯的交流微电网或直流微电网就表现出了局限性。

为了降低单纯的交流/直流微电网在应用中因多重AC/DC或DC/AC变换带来的功率损耗、谐波电流及控制难度，提高系统的可靠性和经济性，也为了各式各样的可再生能源和储能设备更好地接入微电网，研究交直流混合微电网具有重要意义。

1宁波交直流混合微电网网络结构设计1.1 交流微电网网络结构设计宁波交直流混合微电网位于华安电力办公大楼，有光伏发电20kWp。

现有的交流负荷为三相负荷（空调）160kW、单相负荷（照明）70kW；直流负荷根据调研情况基本为小功率电器。

基于此容量，按照表1，交流子微电网的电压等级选择AC 400V，不仅有成熟的示范工程经验可借鉴，也方便并网。

交流微电网部分通过并网开关与大楼AC 400V公用电网联接，接地方式采用TN-C-S。

1.2 直流微电网网络结构设计直流负荷的电压等级较多，分布较广；冗余式母线结构的可靠性高，但造价也很高，且项目中没有对电能质量要求很高的用电设备，故不选择此母线结构方式。

在有多种电压等级的用电设备的情况下，将直流微电网母线结构设计为双层式母线结构。

高压直流母线选择DC 400V，一方面跟国际接轨，借鉴相关成熟经验，另一方面随着智能电网的发展，DC 400V易于接纳更大功率的直流电器，且易于跟直流配电网并网运行。

交直流混合微电网互联变流器控制策略研究摘要：近年来，我国社会快速发展，对电力的需求量不断增加，对其要求也不断提升。

互联交流器是交直流混合微电网的重要部分，能够有效提高电网系统的运行效率，提高电网运行的动态性能。

相关部门要高度重视起来，结合微电网发展的需求，对系统结构进行分析，加强对交流、直流微电网的下垂控制，提高滞回控制的效率，降低安全问题发生的可能性，提高系统运行的稳定性。

本文是基于交直流混合微电网互联变流器控制策略研究来展开论述的。

关键词：交直流；微电网；仿真控制；控制策略引言：我国电网系统快速发展，分布式发电技术的应用越来越普遍，分布式电源逐渐集成互联的形式，组成微电网系统。

微电网系统可以分为直流以及交流两种形式，直流微电网的转化率较高，控制较为简单，系统的可靠性较高，受到了人们的广泛青睐，是未来微电网发展的趋势。

传统的交流微电网系统发展到了一定程度，能够与直流式电网共存，有效提高了能源的利用率。

针对这一情况，相关部门要高度重视起来，采取有效的控制策略，提高系统运行的稳定性，满足社会发展的需求。

本文主要从系统结构与子微网控制、ILC控制策略以及仿真控制策略三个方面来展开进一步论述的。

1系统结构与子微网控制1.1系统结构该系统中一种较为典型的拓扑就是交直流混合微电网，主要由三个部分组成，即直流、交流以及互联变流器组成。

在这之中，交流母线可以充分利用静态开关，开展并网以及离网等工作。

子微网拥有各自独立的微源、储能以及负载等，在一定程度上系统在运行过程中的转换率，减少电能的损耗，实现可持续性发展的目标。

交流的子微网当中，直流微源主要是利用DC/AC转换器，交流微源则利用AC/AC转换器，通过其实现与交流母线的连接，交流的则通过直流微源主要是利用DC/DC转换器，交流微源则利用AC/DC转换器，通过其实现与直流母线的连接。

ILC是子微网中必不可少的元件，对微电网进行协调，使其功率达到平衡的状态，提高系统运行的稳定性。

交直流混合微网即插即用控制策略研究
交直流混合微网是一种将交流和直流电源整合在一起，具有较高可靠性和灵活性的电力系统。

为了实现对交直流混合微网的可靠控制，即插即用控制策略研究变得尤为重要。

首先，即插即用控制策略是指在微网运行过程中，能够根据实际需求快速接入或断开某些电源或负荷。

这种策略的研究可以使得微网系统更加灵活，能够适应不同的运行模式和需求。

其次，交直流混合微网的即插即用控制策略研究需要解决的核心问题是如何实现电源和负荷的快速接入和断开，并且在控制过程中保持系统的稳定性。

为了解决这个问题，研究人员可以采用先进的电力电子设备和控制算法，实现对微网系统的精确控制。

此外，即插即用控制策略的研究还需要考虑不同电源和负荷之间的协同配合。

微网系统中的电源和负荷之间通常存在着相互影响和耦合关系，因此在控制策略中要考虑这些因素，以实现系统的整体优化。

最后，交直流混合微网即插即用控制策略的研究对于提高电力系统的可靠性和灵活性具有重要意义。

通过实现电源和负荷的快速接入和断开，微网系统能够更好地适应不同的运行需求，同时也能够更好地应对电力系统中的故障和突发事件。

综上所述，交直流混合微网即插即用控制策略的研究对于提高电力系统的可靠性和灵活性具有重要意义。

通过采用先进的电
力电子设备和控制算法，实现对微网系统的精确控制，可以使微网系统更加灵活、可靠，并适应不同的运行需求。

同时，还需要考虑电源和负荷之间的协同配合，以实现系统的整体优化。

这些研究成果将为未来的微网系统的发展提供重要的支持和指导。