交直流微網(wǎng)PCC無縫切換控制策略研究

摘要：微網(wǎng)有兩種典型運(yùn)行模式，即并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤島運(yùn)行模式，當(dāng)兩種模式間需要切換時，為滿足負(fù)載的不間斷供電及較高的供電質(zhì)量，微網(wǎng)與電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)(PCC)是否能達(dá)到無縫切換已成為衡量微網(wǎng)系統(tǒng)控制策略優(yōu)劣的主要指標(biāo)。針對采用主從控制組網(wǎng)策略的交直流混合母線微網(wǎng)，通過深入分析微網(wǎng)的兩種典型運(yùn)行模式間進(jìn)行無縫切換所需滿足的條件，提出基于調(diào)頻調(diào)相的PCC無縫切換控制策略。實驗結(jié)果驗證了所提出無縫切換策略的準(zhǔn)確性、快速性和可靠性。
關(guān)鍵詞：微網(wǎng)；無縫切換；主從控制；并網(wǎng)運(yùn)行

1 引言
隨著分布式發(fā)電和現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，微網(wǎng)作為一種新型的配電解決方案而被提出，它不僅能提高供電質(zhì)量和可靠性，而且可以減輕能源和環(huán)境壓力，因此贏得了越來越廣泛的重視。目前，微網(wǎng)主要工作在并網(wǎng)或孤島兩種運(yùn)行模式下，而不同運(yùn)行模式下其內(nèi)部變換器的控制方式不同，如何在兩種模式間實現(xiàn)無縫切換，使得微網(wǎng)的運(yùn)行模式切換對負(fù)載及電網(wǎng)的擾動最小，是實現(xiàn)分布式能源利用率最大化的關(guān)鍵控制技術(shù)。國內(nèi)外學(xué)者對單個變換器的無縫切換技術(shù)已進(jìn)行了相應(yīng)研究，提出了多種解決方案，但存在以下缺點(diǎn)和不足：并網(wǎng)到孤島的切換過程中或達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其電壓波形質(zhì)量均不夠理想；僅適用于單個分布式電源，未關(guān)注包含多個變換器微網(wǎng)的切換問題，不適用于微網(wǎng)中復(fù)雜的組網(wǎng)控制策略等，許多實際問題尚待解決。
在此針對采用主從控制組網(wǎng)策略的交直流混合母線微網(wǎng)，通過深入分析微網(wǎng)的兩種典型運(yùn)行模式及其變換器所采用的控制方式，結(jié)合無縫切換所需滿足的條件，提出基于調(diào)頻調(diào)相的PCC無縫切換控制策略。實驗結(jié)果驗證了所提出無縫切換策略的準(zhǔn)確性、快速性和可靠性。

2 交直流混合母線微網(wǎng)系統(tǒng)描述
圖1示出所采用的交直流混合母線微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)包含380 V交流母線和110 V直流母線兩條母線，交流母線上包含光伏發(fā)電、風(fēng)電等分布式電源；直流母線上包含蓄電池、超級電容和汽油發(fā)電機(jī)等分布式電源，每條母線上都有敏感負(fù)載。兩條母線問通過一個能量雙向流動的三相變換器連接，用來控制交流母線與直流母線間能量的傳遞，同時通過直流儲能元件給主變換器提供穩(wěn)定的直流母線電壓。PCC靜態(tài)開關(guān)是由反并聯(lián)晶閘管組成的三相開關(guān)，通過上述變換器控制，用于連通或切斷與電網(wǎng)間的連接。系統(tǒng)采用主從控制策略，如圖2所示。