交直流微网PCC无缝切换控制策略研究

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直流微电网双向ACDC变换器并联系统控制策略仿真研究

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。

基于虚拟同步发电机的微网运行模式无缝切换控制策略

基本内容
模式平滑切换技术是解决低电压穿越问题的一种有效策略。它通过识别电网的状态，选择合适的运行模式以适应不同的电网条件。当电网出现故障，电压降低时，虚拟同步发电机能够平滑地切换到低电压运行模式，保证系统的稳定运行。
基本内容
在我们的方法中，我们设计了一种新颖的控制策略，该策略能够根据电网的实时状态决定虚拟同步发电机的运行模式。当电网正常时，虚拟同步发电机以同步模式运行，发挥其调节电力频率和稳定电网的作用。而当电网出现故障，电压降低时，虚拟同步发电机能够平滑地切换到低电压运行模式，保证系统的稳定运行。
三、实验验证
三、实验验证
为了验证VSG控制策略的有效性，我们搭建了一个微网系统实验平台。该平台包括一个三相微网逆变器、一个分布式能源（本实验中为太阳能电池板）、一个负载以及一个电能质量分析仪器。
三、实验验证
在实验中，我们首先将微网逆变器连接到分布式能源和负载，并正常运行。然后，我们引入了VSG控制策略，观察并测量系统的性能。实验结果表明，采用 VSG控制策略后，微网系统的稳定性得到了显著提高，电能质量也有了明显的改善。具体数据如下：
基本内容
针对虚拟同步发电机微网运行模式无缝切换的控制策略，我们提出以下方案：
1、同步发电机的建模与控制：首先
2、无模板：在实现虚拟同步发电机的控制策略时，我们采用了无模板的方法
2、无模板：在实现虚拟同步发电机的控制策略时，我们采用了无模板的方法
实验设计和数据采集：为了验证提出的控制策略有效性，我们搭建了一个包含虚拟同步发电机的微网实验平台。在实验中，我们采集了虚拟同步发电机及微网的各项运行数据，包括电压、电流、有功功率、无功功率等。通过实时调整控制策略，我们观察了微网运行模式无缝切换的控制效果。

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

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

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

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

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。

交直流混合微电网网络结构设计和模式切换控制策略

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。

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Ｋｅｗｏｄｍｉｒｇｉｙｒｓ：ｃｒｄ；ｓａｅｓｔａｓｅ；ｍａｔｒｓａｅｃｎｏ；ｇｄｃｎｅｔｄｏｅａｉｎｏｅｍｌｓｒｎｆｒｓｅ－ｌｖｏｔｌｒ－ｏｎｃｅｐｒｔｒｉｏ
ｍｏｓｅｄｏｂｅｓｔｈｄｅｎｅｔｗｉｃｅｄ，ｎｒｅｏｉｏｄｒｔｍａｎａｎｈｅｉｔｉｔｕｎｎｔｒｕｐａｌｐｗｅｕｐｙｎｇｏｗｅｑｌｔｔｅｅｍ — ｉｅｒｔｂｅｏｒｓｐｌａｄｏｄｐｏｒｕａｉｙ，ｈｓａ
ｅａｕｔｅｍｉｒｇｉｏｔｌｓｒｔｇ．ｈｓｐｐｒｆｃｓｏｈｙｒ — ｕｅｒｉｌｍａｔｒｓａｅｃｎｒｌｓｒｔ－ｖｌａｅｔｃｏｒｃｎｒｔａｅｙＴｉａｅｏｕｎｔｅｈｂｄｂｓｍｉｍｇｉｗｔｓｅ —ｌｖｏｔｔａｅｈｄｏｉｄＩｏ
ｌｓｔｎｆｒｂｔｅｎｔｗｄｓｂｏｔｆｃｍｎｃｕｌｇＰＣｈｓｂｃｍｅｔｅｍｓｉｏｔｎｓｎａｄｔｅｓｒｓｅｗｅｈｔｏｍｏｅｙｐｉｏｍｏｏｐｉ（Ｃ）ａｅａｈｏｔｍｐｒｔｔｄｒｏａｅｅｎｏｎａａ
制策略优劣的主要指标。针对采用主从控制组网策略的交直流混ห้องสมุดไป่ตู้合母线微网，过深入分析微网的两种典型通
运行模式间进行无缝切换所需满足的条件，出基于调频调相的ＰＣ无缝切换控制策略。实验结果验证了所提Ｃ提出无缝切换策略的准确性、快速性和可靠性。
ｓａｅｓｔｎｆｏｔｌｓａｅａｅｎｔｅｆｑｅｃｎｈｓｄｓｎｆＣｓｐｏｏｅ．ｘｅｍｅｔｅｕｔｅｍｌａｓｒｃｎｒｔｔｇｂｓｄｏｈｒｕｎｙａｄｐａｅａｊｔｇｏＣｉｒｐｓｄＥｐｒｎａｒｓｌｓｒｅｏｒｙｅｕｉＰｉｌｓ
关键词：网；无缝切换；主从控制；并网运行微
中图分类号：２２３Ｖ４＿
文献标识码：Ａ
文章编号：００１０２１）８００ — ３１０ — ０Ｘ（０２０ — ０１０
ＰＣＣａｌｓａｆｒＣｏｔｏｒｔｇｓａｃｏｂｒｄ— ＳｅｍｅｓＴｒｎｓｅｎｒｌＳｔａｅｙＲｅｅｒｈｆＨｙｉＢｕｓＭｉｒｇｉｃｏｒｄ
摘要：网有两种典型运行模式，微即并网运行模式和孤岛运行模式，两种模式间需要切换时，当为满足负载的不间断供电及较高的供电质量，网与电网的公共连接点（Ｃ）微ＰＣ是否能达到无缝切换已成为衡量微网系统控
ＦｕｄｔｎＰｏｅｔＳｐｏｅｙｔａｉａＨｉｅｈｏｏｅｅｒｎｅｅｐｅｔＰｏｒｍｆＣｉａ８３ｏｎａｏｒｊｃ：ｕｐｓｄｂｈＮｔｎｌｇＴｃｎｌｇＲｓａｈａｄＤｖｌｍｎｒｇｉｅｏｈｙｃｏａｏｈｎ（６
第４６卷第８期
２１０２年８月
电力电子技术
ＰｗｅｅｔｏｉｓｏｒＥｌｃｒｎｃ
Ｖｏ．１４６．Ｎｏ８．Ａｕ．２２ｇ０１
交直流微网ＰＣ无缝切换控制策略研究Ｃ
王先为，卓放，杨美娟
（安交通大学，西电气工程学院，陕西西安７０４）１０９