基于微网主从结构的平滑切换控制策略_图文

1、 168 电 工 技 术 学 报 2014 年 2 月 器改变自身输出功率大小维持系统功率平衡。 仿真和实验结果表明，当微网孤岛运行时，微 网主控逆变器可以维持微网电压稳定；当系统功率 变化时，主控逆变器调整自身的输出功率来维持微 网系统的功率平衡。 4.2 并网预同步 图 10 给出并网预同步实验波形。其中， Set 为 预同步控制信号，当 Set 从 0 变化到 1 时，启动预 同步；DF 为并网控制开关信号，当 DF 从 1 变化为 0 时，静态开关闭合，系统完成并网控制。 控制器没有采用状态跟随优化，从图中可以看出， 三相输出电压在孤岛转并网切换时出现了畸变，这 主要是由于不同控制器切

2、换过程中控制输出状态变 量发生突变，经过 10ms 后系统电压恢复稳定。 图 12 孤岛转并网的实验波形（改进控制器前） Experimental waveforms from island to Fig.12 grid-connected mode (before improving controller 图 13 给出改变控制器结构后系统孤岛转并网 模式切换时的实验波形，从图 13 中可以看出，通过 控制器的状态跟随控制，可保证控制器在状态切换 图 10 Fig.10 并网预同步实验波形 过程中输出连续变化，微网的三相输出电压及三相 输出电流波形均可实现平滑过渡。 Experimental

3、 waveforms of pre-synchronization 从实验结果可以看出，当微网主控逆变器接收 到微网中央控制器发出的并网预同步信号后，启动 预同步程序，微网锁相角开始逐步追踪电网相位。 当二者实现同步时，将并网控制信号 DF 置 0 ，开始 并网运行。 4.3 孤岛转并网模式 图 11 给出孤岛转并网模式切换时仿真波形， 当 系统从孤岛转为并网控制状态过程中，微网输出电 压保持平滑过渡；在转入并网模式运行后，微网内 部功率由公共电网进行平衡，主逆变器为恒功率控 制，由吸收 10kW 功率变为输出 10kW 恒定功率。 （ a ）三相输出电压 （ b ）三相输出电流 图 13 孤

4、岛转并网模式实验波形（改进控制器后） Experimental waveforms from island to Fig.13 grid-connected mode (after improving controller 4.4 并网转孤岛模式 图 14 给出并网转孤岛模式切换时仿真波形， 在 转换过程中输出电压的频率和相位变化平滑；并网 时电网吸收的 20kW 功率，在孤岛时由主逆变器吸 图 11 Fig.11 孤岛转并网模式切换仿真波形 收，主逆变器实现系统功率平衡控制。 图 15 给出改变控制器前的并网转孤岛模式切 换实验波形，三相输出电压在并网转孤岛切换时出 现畸变，大概经过 1 个

5、工频周期电压恢复正常。 Simulation waveforms of mode switching from island to grid-connected mode 图 12 给出孤岛转并网模式切换实验波形， 此时 第 29 卷第 2 期 陈 新等 基于微网主从结构的平滑切换控制策略 169 5 结论 针对微网在运行模式切换过程中的平滑过渡问 题，本文首先从控制器切换方式的改进和微网锁相 环结构方面给出解决方案；然后在 Matlab/Simulink 环境下搭建了微网主从控制模型进行仿真验证；最 终，基于 F28335 搭建实验平台进行实验验证，并 得出如下结论： （ 1）微网主控逆变器

6、可实现能量的双向流动， 维持微网系统的功率平衡。 图 14 Fig.14 并网转孤岛模式切换仿真波形 （ 2 ）控制器切换方式的改进实现了微网并网转 孤岛模式的平滑切换。 （ 3）并网预同步算法保证微网在重新并网前， 实现与电网电压的同步，避免了并网瞬间冲击电流 的产生。 （ 4）在模式切换过程中，文中给出的新型软件 锁相环动态响应快且可以实现相位平滑无缝切换。 参考文献 Simulation waveforms of mode switching from grid-connected to island mode 图 15 Fig.15 并网转孤岛的实验波形（改进控制器前） Experim

7、ental waveforms from grid-connected to island mode(before improving controller 1 郑漳华 , 艾芊 . 微电网的研究现状及在我国的应用 前景 J. 电网技术 , 2008, 32(16: 27-31. Zheng Zhanghua, Ai Qian. Present situation of research on microgrid and its application prospects in ChinaJ. Power System Technology, 2008, 32(16: 27-31. 图 16

8、给出改变控制器结构后并网转孤岛模式 切换实验波形，在模式的切换过程中，锁相角没有 出现突变，三相输出电压及三相输出电流波形实现 平滑无缝过渡。 2 3 Markvart T. Microgrids-power systems for the 21st centuryJ. Refocus, 2006, 7(4: 44-48. Katirael F, Iravani M R, Lehn P W. Micro-grid autonomous operation during and subsequent to islanding processJ. IEEE Transactions on Powe

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11、Systems Conference on Power Engineering, Jul. 2001: Niknam T, Ranjabar A M, Shirani A R. Impact of 170 distributed generation on Volt/Var 电 工 技 术 学 报 control in 17-24. 2014 年 2 月 distribution networksC. Proceeding of IEEE Power Technology Conference, Bologna, Italy, Jun. 2003: 1-7. 7 Pecas Lopes J A

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