（南京师范大学江苏省南京市210023）
摘要：近年来，随着社会的发展进步，人们对清洁能源越来越重视，微电网逐渐成为热门研究课题，它能够实现微源的有效并网。而要想实现微电网的安全稳定运行，则离不开微电网孤岛/联网的平滑切换。因此，本文对含光伏源的微电网进行研究，针对微电网孤岛/联网的平滑切换控制问题，提出了一种更为有效的平滑切换方法。
关键词：微电网；孤岛运行；联网运行；平滑切换
1引言
随着科学技术的进步，具有可再生特性的分布式电源（distributedgeneration，DG）获得了飞速发展，为了有效的发挥其技术特点同时降低对电力系统的影响，业内专家提出了微电网这一概念。微电网的使用，能够实现微源的有效并网，而且还能向广大电力用户提供更加完善的服务，应用效果显著。
微网中的微源，涉及到的有光伏电池、风力发电机等，往往需要通过相应的设备将其与常规配电网结合实现并网运行。对于像风、光等微源来说，其受到自然天气的影响比较大，而天气的多变，使其运行具有了一定的不确定性，不易受到控制，因此常常使用的是PQ控制；对于像燃料电池等微源来说，相对实现控制要更加容易一些，因此可以使用两种控制方法，不仅可以使用PQ控制，也可以使用V/f控制，而且既能够实现微源间的功率分配，也能够实现电压、频率的稳定。因为光伏源对于周边环境（比如温度、光照等）的变化比其他类型都要更加的敏感，这就需要尽可能实现微电网控制的快速与准确，因此对含光伏源的微电网并网运行进行研究有其典型性。
对于微网来说，既能够孤岛运行也能够联网运行，对其的控制是一个非常重要的研究课题，主要包括如下四个方面：（1）首先是功率流调节，并确保有功、无功功率的解耦控制；（2）对各个DG的接口电压进行调控，并确保电压稳定；（3）孤岛下确保DG快速反应并实现负荷分担；（4）孤岛、联网模式的平滑切换。其中，最后一点是最为关键且难度最大的。因此，本文对含光伏源的微电网进行研究，针对微电网孤岛/联网的平滑切换控制问题，提出了一种更为有效的平滑切换方法。
2微网结构及控制系统
本研究的微网结构，采用的是光伏−直流源逆变结构，使用直流逆变源作为可控源，且为主电源。光伏源以及直流电压源的微网接入，则是依次经过逆变器以及LC滤波器来实现的。正常来说，微电网对大电网的接入，主要是利用相应的开关在公共连接点（pointofcommoncoupling，PCC）处实现。当出现意外故障时，则可以切断开关及时的完成隔离，进而确保整个系统的稳定运行。总的来说，该种结构的使用有效的降低了分布式电源的负荷，功率流能够直接通过相应的电网流向微网，而且在发生意外扰动问题时，还能有效的提高整个系统的运行稳定性。
2.1直流逆变源控制系统
控制器使用的是全桥逆变电路作为主电路，其输出电压则要经过滤波后输出。选择开关的控制则是由微电网的具体运行模式来决定，当处在孤岛运行时，应用的是V/f控制；当处在并网运行时，预同步控制器则要迅速投入使用，以保证电压符合所需要的条件；并网时，要实现同步切换为PQ控制。该过程中，利用控制器得到相应的信号后，再通过提前设定的控制器得到PWM信号，此处检测得到的是电容电流。
2.2光伏控制系统
光伏发电系统的前级选用的是Boost电路，后级选用的是全桥逆变电路。前级控制器的使用，使得光伏发电不仅能够根据MPPT控制模式输出，又能够根据预先设定的参考功率恒功率输出。因为通常来说，光伏源会受到周边自然环境的较大影响，因此后级应用的是PQ控制。对于PQ的参考值的选择，则由前级来决定，通过相应的指令电压得到对应的PWM信号，之后对逆变器的运行进行可靠性控制。本文主要研究的是小功率光伏源，全过程依据的是MPPT控制模式输出。
3微网平滑模式切换
3.1控制器状态同步控制方法
对于微网来说，面对不同的运行模式会应用与之对应的控制策略，并网后为了有效避免不同频率之间发生不必要的冲突，并网瞬间需要迅速实现V/f到PQ控制的切换。因为两种控制策略在结构上存在很大差别，不仅在运行模式上有所不同，输出状态也并不完全匹配，这就会使得最终的输出发生一定的信号跳变，进而出现较大的暂态振荡。实现微电网与大电网的断开相对更为简单，在断开过程中，仍然应用的是PQ控制，在检测到孤岛信号后，则将其迅速切换至V/f控制。考虑到上述问题，本文提出了一种改进的平滑切换方法，主要实现的是PQ控制器输出状态对V/f控制器的同步跟随，进而实现状态同步控制。如此一来，当进行切换时，就能有效确保输出状态的一致性，降低切换瞬间出现的暂态振荡。
3.2预同步控制器的设计
在大电网故障恢复过程中，需要实现重新并网，为了降低并网时刻PCC处较大的冲击电流，在之前必须进行相应的预同步控制，以确保两侧电压频率、幅值等参数的一致性。常用的预同步控制器是直接对电压差以及频率差等参数进行调节，而下垂特性也在对电压和频率进行调控，两者之间不可避免的会发生干扰，进而引发系统振荡，影响系统的运行稳定。因此，就需要设计一种性能更好的预同步控制器。
4双环控制器参数分析
双环控制器的使用，不但可以实现三相输出电能的改进，而且还可以对相应的输出进行一定的缓冲，降低控制器切换过程中出现的暂态振荡。该过程中，滤波电容电流的选用可实现瞬时控制，进而使得输出电压能够提前获得校正，使得逆变器的性能更加完善，因此，本文选用电容电流反馈。经分析表明，双环系统的动态响应性能较为理想，所需调整时间不长，不会出现超调。输出阻抗也较为合理，不仅满足了下垂特性的相应要求，还能更好的实现对谐波的抑制，适用性强。
5结语
随着经济社会的发展以及科技的进步，不管是经济建设还是人们的日常生活，对能源的消耗不断增加，人们对清洁能源的重视程度不断加深，清洁、可再生的分布式电源（DG）获得了较快的发展，为了有效的发挥其技术优势同时降低对电力系统的影响，微电网的概念得以提出，其能够实现微源的有效并网，同时为广大电力用户提供更加完善的服务。而要想实现微电网的安全稳定运行，则离不开微电网孤岛/联网的平滑切换。因此，本文对含光伏源的微电网进行研究，针对微电网孤岛/联网平滑切换控制问题，提出了一种改进的平滑切换方法，主要实现的是PQ控制器输出状态对V/f控制器的同步跟随，进而实现状态同步控制，且不会发生过大的暂态振荡。
参考文献
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作者简介
闵婕（1990-10），女，汉族，籍贯：江苏扬州，学历：硕士研究生在读，研究方向：微电网控制。