微电网孤岛运行的自适应主从控制技术研究.pdf

第４２卷第２期２０１４年１月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｂ１．４２ＮＯ．２Ｊａｎ．１６．２Ｏ１４微电网孤岛运行的自适应主从控制技术研究张项安，张新昌，唐云龙，孔波利，崔丽艳（许继电气股份有限公司，河南许昌４６１０００）摘要：针对传统的基于单个ｖ／ｆ电源的主从控制策略受主控电源容量限制的缺陷，提出了一种适用于孤网运行状态的新的微电网主从控制策略，即以Ｖ／ｆ控制的微电源为核心的多主电源控制方法，在微电网中可设置多个此类电源。该控制策略不需要通讯，可自行按照预设的裕度相互配合运行，并达到较好的自适应能力。利用Ｍａｔ１ａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件进行仿真验证，结果证明了提出的微电网控制策略是正确的和可行的，在并网和孤岛运行时都具有良好的运行特性，为微电网运行控制提供了有效的途径。关键词：微电网；孤岛运行；自适应控制；主从控制；ｖ／ｆ控制Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｄａｐｔｉｖｅｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｉｓｌａｎｄｅｄｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ————ＺＨＡＮＧＸｉａｎｇａｎ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｃｈａｎｇ，ＴＡＮＧＹｕｎｌｏｎｇ，ＫＯＮＧＢｏｌｉ，ＣＵＩＬｉ・ｙａｎ（ＸＪＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｕｃｈａｎｇ４６１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒｐｏｗｅｒｉｎｔｈｅｍａｓｔｅｒ－・ｓｌａｖｅｍｉｃｒｏ－－ｇｒｉｄｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅＶ／ｆｓｏｕｒｃｅ，ａｎｅｗｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｉｓｏｌａｔｅｄｐｏｗｅｒｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ．Ｔｈｅｎｅｗ—ｓｔｒａｔｅｇｙｕｓｅｓｍｕｌｔｉｐｌｅｍａｉｎｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｒｅｏｆｍｉｃｒｏｓｏｕｒｃｅｓｕｓｉｎｇＶ／ｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ，ａｎｄｍｏｒｅｔｈａｎｏｎｅｓｕｃｈｐｏｗｅｒ—ｓｏｕｒｃｅｃａｎｏｐｅｒａｔｅｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄ．Ｔｈｅｎｅｗｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｏｐｅｒａｔｅｂｙｉｔｓｅｌｆａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｆａｕｌｔｍａｒｇｉｎｗｉｔｈｏｕｔｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｔｈａｓｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅａｂｉｌｉｔｙｔｏｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｐｏｗｅｒｃｈａｎｇｅ．Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｈａｓｇｏｏｄｏｐｅｒａｔｉｎｇ—ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｂｏｔｈｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄａｎｄｉｓｌａｎｄｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ；ｉｓｌａｎｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；Ｖ／ｆｃｏｎｔｒｏｌ中图分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ａ—文章编号：１６７４－３４１５（２０１４）０２．００８１０６０引言大力促进新能源的开发利用是解决当前面临的能源短缺危机和缓解环保压力的有效措施，在各国政府的大力支持下，分布式发电与公共电网相结合的发电方式受到了越来越多的关注，但分布式电源接入传统的公共电网后出现了一系列新的问题，为了充分利用分布式发电的优势，减小其对电网的影响，微电网作为一种新的供电模式应运而生ＬｌＪ。微电网具有并网和孤岛两种运行模式，不但可以提高供电可靠性及电能质量，而且还可以缓冲能源短缺问题并改善环境质量【ｊＪ。但是其控制原理相当复杂，尤其是孤岛模式下系统的电压及频率不易控制，必须选择合理的实时控制方法来保证系统的正常运行，有鉴于此，本文主要研究微电网孤岛模式下的自适应控制方式。针对传统的基于单个Ｖ／ｆ的主从控制策略的缺陷，本文提出了一种新的适用于微电网两种运行模式的自适应主从控制方式，详细阐述了其控制原理和实现方法，并对其进行了仿真验证。１孤网状态下常见的微电网运行控制方式目前，根据分布式电源（ＤＧ）的几种基本控制方法，应用较多的微电网控制策略主要有基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略和基于Ｄｒｏｏｐ控制的微电网运行方式。１．１基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制方式该控制方式是主从控制策略的一种，是指在微电网孤岛运行模式下，选择一个分布式电源或储能装置作为主控电源，采用Ｖ／ｆ控制为整个系统提供电力系统保护与控制稳定的电压和频率，并协调其他采用ＰＱ控制的从电源共同达到整个系统的功率平衡，在并网模式下时所有的微电源均采用ＰＱ控制方式，输出恒定的功率［６】ｏ虽然该策略可以在一定程度上保证系统的电压、频率稳定，但是负荷的瞬时需求都由主控电源来满足，对主控电源的容量有很高的要求，而且对主控电源有很强的依赖性，一旦主控电源故障就会导致整个系统的崩溃Ｊ。１．２基于Ｄｒｏｏｐ控制的微电网运行方式该控制策略又称为对等控制策，各分布式——电源均采用Ｐｆ和ＱＶ下垂控制方式，按照各自的下垂特性曲线跟随负荷的变化参与功率的调节，在系统内有负荷变化时，不平衡的功率由所有的分布式电源一起来承担，以使系统的功率重新达到平衡。该控制策略虽然可以实现功率的共享，但是，一旦系统内有负荷需求，每个微电源都会调节控制器来达到新的稳态值，而系统内分布式电源位置的分散性及其下垂系数的不同都会使各ＤＧ达到的新稳态值不同，从而产生电压幅值差及频率差，不能保证系统稳定运行［１０－１２］；另一方面，由于下垂控制方式属于有差调节，因此在负荷需求变化很大时，稳态时电压频率可能超出其运行范围。而电压和频率又是衡量电能质量的重要指标，因此采用对等控制策略的微网系统内，如何保证系统电压和频率质量是需要深入研究的问题，最近，对该问题的研究成果已有很多，文献［１３】通过对传统的下垂控制器进行改进，设计了一种自适应调节下垂系数的控制器，能够实现孤岛频率无静差、孤岛电压幅值小偏移量和并网恒功率输出。目前，采用对等控制策略的微电网系统还处于实验室阶段。２基于多个Ｖ／ｆ电源的系统运行方式２．１Ｖ／ｆ电源的配合由以上的分析可知，在孤网运行时，采用Ｖ／ｆ控制的微电源（简称Ｖ／ｆ电源）可以为系统内的其他电源和负荷提供电压和频率支撑，而由基于单个ｖ／ｆ电源的主从控制策略的分析可知，一旦采用Ｖ／ｆ控制方法的主控电源的可调节容量不能满足负荷的需求，系统就不能继续稳定运行。为了弥补基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略受主控电源容量限制的不足，最有效的方法就是令所有具备功率调节能力的微电源均可运行于Ｖ／ｆ控制方式下。但是一般情况下，在某一段时间内系统只能稳定运行于一个电压幅值及频率下，若系统内有多个Ｖ／ｆ电源同时运行，相当于多个电源并联运行，虽然扩大了电源的容量，但是它们的电压幅值或频率参考值不同时，就会在并联的电源间产生较大的环流，严重时可能导致整个系统崩溃；理想情况下可以设置多个并联ｖ／ｆ电源的电压幅值、频率及相位均相等，也就是说它们输出的电压差为０，但是在实际工程中，由于线路参数、长度差异等因素也会使得并联的Ｖ／ｆ电源输出的瞬时电压值不完全相同，同样会产生环流。因此，多个Ｖ／ｆ电源不能同时运行于Ｖ／ｆ方式下，需要解决它们之间的配合问题。由于Ｖ／ｆ电源的控制器可以设计为图１所示的输出特性，当其输出的有功在尸ｍｉ～之间时，该Ｖ／ｆ电源就能一直维持其输出频率恒定，当其输出功率越限时，则自动会转换为恒功率控制方式，整定值为功率极限值。也就是说Ｖ／ｆ电源可以设计为不仅能运行于Ｖ／ｆ工作方式下，还可以运行于ＰＯ方式下。因此可以设置每个Ｖ／ｆ电源只能在某种特殊情况下才能作为主控电源，而此时其他的Ｖ／ｆ电源不能作为主控电源，只能运行于ＰＯ方式下，这样就不会出现电源并联而引起的环流等问题了。图１Ｖ／ｆ电源的输出特性Ｆｉｇ．１ＯｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＶ／ｆｓｏｕｒｃｅ２．２基于多个Ｖ／ｆ电源的自适应主从控制方式基于上述多个ｖ／ｆ电源之间的配合思想，本文提出了一种新的自适应主从控制方式，在该控制方式下多个具有功率调节能力的微电源均可运行于Ｖ／ｆ方式下，本文将其称为基于多个ｖ／ｆ电源的白适应主从控制方式。不同于基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略，只有一个分布式电源作为主控电源，基于多个Ｖ／ｆ电源的自适应主从控制方式中，在微电网孤岛运行时，从整个控制过程来看有多个主控电源，但在一段时间内只有一个ＤＧ作为主控电源运行于Ｖ／ｆ方式下，为微网系统提供电压幅值和频率支撑，其余的ＤＧ采用ＰＱ控制跟踪系统的电压和频率输出相应的功率，而不参与电压频率的调节，也可以采用下垂控制方式在系统频率变化时，通过调节其输出功率来反相微调其输出电压幅值及频率，以达到系统的功率平衡，其原理如图２所示。张项安，等微电网孤岛运行的自适应主从控制技术研究．８３．图２基于多个Ｖ／ｆ电源的自适应主从控制方式的原理图Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆａｄａｐｔｉｖｅｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅＶ／ｆｓｏｕｒｃｅｓ在图２中，三个具有功率调节能力的微电源均既可采用Ｖ／ｆ控制也可采用ＰＱ控制，各自的频率参考值分别为．。、．。、．。假设系统初始运行时，ＤＧ２作为主控电源，维持系统的频率为恒定不变，此时ＤＧ１、ＤＧ３分别运行于Ａ、Ｃ点，采用ＰＱ控制输出有功功率分别为Ｊｐ１和Ｐ３ｉ，随着负荷需求有功功率的增加，主控电源ＤＧ２的输出功率增大，只要负荷需求的有功功率在其可调节的范围内，ＤＧ２就能保持系统的频率不变，而ＤＧ１、ＤＧ３仍运行于Ａ、Ｃ两点。但是当ＤＧ２的输出有功达到最大值Ｐ２仍无法满足负荷的需求时，ＤＧ２将被迫改变其控制方式，自动切换为恒功率控制维持其输出功率为Ｐｚ不变，此后系统的频率就会下降，当降低到。时ＤＧ３将由ＰＱ方式切换到Ｖ／ｆ方式维持系统在此频率下运行，并增大其输出功率补偿负荷功率的需求，其余的ＤＧ不改变原有的控制方式，直至使微网系统达到功率平衡。同理，在ＤＧ２作为主控电源时，若是系统内的负荷有功需求减小，则ＤＧ２就会减小其输出的有功，达到其最小输出功率值尸：ｉ时就会自动切换为Ｐｅ控制，随着负荷有功功率的减小系统的频率上升，到达。时，ＤＧ１就会自动由ＰＱ控制切换到Ｖ／ｆ方式下，维持系统的频率为。不变，并减小其输出的有功功率直至系统达到功率平衡。由上述的原理分析可知，从本质上而言，基于多个Ｖ／ｆ电源的白适应主从控制方式就是将基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略中唯一的一个控制系统电压频率恒定的分布式电源，替换为若干个具有一定的富裕调节容量，并且具有维持系统电压频率恒定功能的分布式电源。与基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略相比，该控制方式的优点在于整个调节过程中，系统内存在多个ＤＧ作为平衡节点，其功率的可调节范围增大，每个ＤＧ可根据其设置的参考频率及其可输出的有功功率的范围来投入或退出主控模式，也就是说各ＤＧ工作方式的切换不需要通讯。另外，在该控制方式下，系统具有较好的容错性能，主要表现在负荷功率变化时，各ＤＧ依次切换为主控电源调节自身输出的功率，即使次序出现错误仍会有一个Ｖ／ｆ电源作为主控电源给系统提供稳定的电压和频率，系统仍能稳定运行。３仿真算例为验证本文所提出的微电网控制策略的正确性和有效性，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件搭建了如图３所示的微电网仿真平台，仿真系统的基本参数为：交流侧电压基准值为ＶＢ＝３１０Ｖ，基准功率为ＳＢ＝１５ｋＶＡ，额定频率为５０Ｈｚ，线路参数：Ｒ／Ｘ＝０．２／０．０３。图３仿真所采用的微电网结构—Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ３．１基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制为了与本文提出的控制方式作比较并验证其正确性，需对基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略进行仿真分析。根据１．１节的介绍，可设在微电网并网时，所有的ＤＧ均采用ＰＱ控制，而在孤岛运行时，ＤＧ１作为主控电源，采用Ｖ／ｆ控制方式，控制母线１及母线４的电压恒定；另外三个ＤＧ使用ＰＱ控制方式。负荷１为电压敏感负荷，负荷２及负荷３为可变负荷，该仿真算例的参数设置如表１所示。表１仿真算例的参数Ｔａｂｌｅ１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｓｅ在０－３Ｓ时微电网切换为孤网运行，１Ｓ增加负荷２为（２２＋ｊ７）ｋＶＡ，其仿真结果如图４。由图４（ｃ）可以看出０－３Ｓ微网切换到孤岛模式后，作为主控电源的ＤＧ１输出的有功和无功功率均减小，而采用ＰＱ控制的ＤＧ２输出的功率一直保持不变，说明微电网孤岛模式下系统内负荷的瞬时．．８４．．电力系统保护与控制需求由主控电源ＤＧ１来满足，而采用ＰＱ控制的微电源可以很好的实现恒功率输出。由图４（ａ）、图４（ｂ）可以看出，０－３Ｓ并网切换为孤岛模式后，系统电压及频率略微有些波动，但都会趋于稳定并保持为参考值不变，说明在孤岛模式下，采用ｖ／ｆ控制方式的ＤＧ１能够保证系统的电压及频率稳定。但在１Ｓ增加负荷２后，ＤＧ１的输出有功增加到其最大输出１５ｋＷ，而此时系统的电压幅值偏差和频率偏差将会超出规定的允许偏差范围，主控电源将不能保证系统稳定运行。３４０３２０＞３００２８０２６０５０５５ＯＯ４９５４９０４８５４８０ｔ／ｓ（ａ）母线４电压幅值ｔ｝ｓ（ｂ）微电网系统频率ｓ（ｃ）ＤＧ１、１３（３２输出的有功功率图４基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制的仿真结果Ｆｉｇ．４Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅ｝ｆｓｏｕｒｃｅ以上的仿真分析验证了１．１节所述的基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略的局限性：在该控制策略中，系统内的负荷需求都由主控电源来满足，有限容量的ＤＧ只能提供有限的功率，在有大的功率交换时，基于单个ｖ／ｆ电源的主从控制策略并不能保证微网系统的稳定运行。３．２基于多个Ｖ／ｆ电源的主从控制本算例中ＤＧ１～ＤＧ３均采用Ｖ／ｆ控制，ＤＧ４采用下垂控制，并且采用与３．１节算例基本相同的参数设置，在该算例中只讨论有功功率的变化，其参数设置如表２所示。表２仿真算例的参数Ｔｌａｂ１ｅ２Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｓｅ电源基本参数ＤＧ１ＤＧ２ＤＧ３ＤＧ４Ｐｉａ＝１５ｋＷ，ＰＩｒ＝ｌ５ｋＷ，５０ＨｚＰ２ｍａｘ＝２５ｋＷ，Ｐ２ｆ＝ｌ２ｋＷ，４９．９６ＨｚＰ３ｍａｘ＝２２ｋＷ，Ｐ３ｆ＝１０ｋＷ，。＝４９．９２Ｈｚｍ４＝一１／５０（Ｈｚ／ｋＷ）表２中Ｐｆｍ表示的是ＤＧ输出的最大有功功率，ｆ表示的是初始运行或并网时的参考有功功率，几表示该ＤＧ作为主控电源时的参考频率，ｍ表示下垂系数。根据２．２节的理论分析可知，在该控制方式中的ＤＧ１、ＤＧ２、ＤＧ３都设计有ＰＱ和Ｖ／ｆ两种控制器，根据不同的情况进行切换，而ＤＧ４只有下垂控制器。该算例的仿真动作设置如表３所示。表３基于多个Ｖ／ｆ电源的自适应主从控制的动作设置Ｔａｂｌｅ３Ａｃｔｉｏｎｓｅｔｔｉｎｇｓｏｆｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅＶ／ｆｓｏｕｒｃｅｓ根据上述的参数和动作设置，仿真结果如图５所示。由该仿真结果可以得出以下几点结论：１）１Ｓ增加２２ｋＷ的有功负荷后：ＤＧ１输出的有功增加到参考值１５ｋＷ并保持不变，说明ＤＧ１由原来的Ｖ／ｆ控制方式切换为ＰＱ控制方式；而ＤＧ２的输出有功也超过其参考值增加到１８ｋＷ，补偿了一部分的负荷有功缺额，说明ＤＧ２不再采用ＰＯ控制而切换为Ｖ／ｆ控制，作为新的主控电源，相应的系统的频率由原先的５０Ｈｚ降到了４９．９６Ｈｚ并保持不变；采用下垂控制的ＤＧ４的输出有功增加，说明在系统频率变化时ＤＧ４参与了功率的调节。２）将图５（ａ）、图５（ｂ）与图４（ａ）、图４（ｂ）相比较可知，在１Ｓ增加相同的大负荷２时，基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制下系统的电压幅值及系统频率均下降，并且超过电压及频率的允许偏差范围；而在基于多个ｖ／ｆ电源的自适应主从控制方式下，同样增加负荷２时，系统电压幅值及频率也下降，张项安，等微电网孤岛运行的白适应主从控制技术研究．８５一但经过系统的短期调整，主控电源仍能维持母线４的电压幅值为３１０Ｖ不变，而系统的频率则小幅下降并且维持新的频率值不变，并没有超出电网频率的偏差范围。３５０３００２５０２００１５Ｏ１００５ＯｌＯ５ＯＯ５５０ＯＯ４９９５４９９０４９．８５４９８５喜量０５ｌ０１５２０２５３０３５ｔ／ｓ（ａ）母线４电压幅值ｔ／ｓ（ｂ）微电网系统频率．ＩＴＩｆ０．５１０ｌ５２０２５３０３５（ｃ）ＤＧ１－ＤＧ４输出的有功功率图５基于多个Ｖ／ｆ电源的主从控制的仿真结果Ｆｉｇ．５Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅＶ／ｆｓｏｕｒｃｅｓ３）２Ｓ切除ＤＧ４和２．５ｓ重新投入ＤＧ４的结果说明采用该控制方式的微电网系统可以实现分布式电源即插即用的思想。４）图５（ａ）表明在整个过程中，无论在并网模式还是孤岛模式，无论是增减负荷还是投切微电源，系统的电压幅值都维持在允许范围内。５）该算例在０－１．５Ｓ之间投负荷２（２２ｋＷ）、增加负荷３（７ｋｗ），２Ｓ切除ＤＧ４及２．５ｓ重新投入ＤＧ４相当于增加与减小了一个与ＤＧ４输出功率相同的负荷，说明在２．５ｓ内负荷功率波动比较频繁；另外，负荷功率波动的幅度相对于４个分布式电源的有功容量来说较大，结合以上的仿真分析可以得出：该算例仿真结果可以很好地验证在功率频繁波动的情况下，本文的控制策略可以维持系统的电压幅值及频率在允许的运行范围内。４结论本文首先通过仿真验证了基于单个Ｖ／ｆ电源的主从控制策略的局限性，然后建立了基于多个Ｖ／ｆ电源的自适应主从控制的仿真算例，对微电网孤岛模式下投切负荷、投切微电源以及并网等几种情况下的运行特性进行了仿真分析，仿真结果验证了本文提出的微电网的自适应主从运行控制方式的可行性和有效性，为微电网运行控制仿真提供了有效的途径。参考文献［１ｊＲｏｂｅ￣Ｌａｓｓｅｔｅｒ．Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ［Ｃ】／／ＩＥＥＥＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｃｉｅｔｙＷｉｎｔｗｅｒＭｅｅｔｉｎｇ，２００１：１４６・１４９．［２］肖宏飞，刘士荣，郑凌蔚．微电网技术研究初探［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（８）：ｌ１４．１１９．——ＸＩＡＯＨｏｎｇｆｅｉ，ＬＩＵＳｈｉｒｏｎｇ，ＺＨＥＮＧＬｉｎｇ－ｗｅｉ．Ａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ】．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（８）：１１４一ｌ１９．［３］苏玲，张建华，王利，等．微电网相关问题及技术研究［ＪＪ．电力系统保护与控制，２０１０，３８（９）：２３５－２３９．ＳＵＬｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ－ｈｕａ，ＷＡＮＧＬｉ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｓｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（９）：２３５－２３９．［４］李瑞生．微电网关键技术实践及实验［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４ｌ（２）：７３．７８．—ＬＩＲｕｉｓｈｅｎｇ．Ｐｒａｃｔｉｃｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｔｈｅｋｅｙｍｉｃｒｏｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｊ［．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ—Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（２）：７３７８．［５］王成山，肖朝霞，王守相．微电网综合控制与分析［Ｊ］．电力系统自动化，２００８，３２（７）：９８．１０３．ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ－ｓｈａｎ，ＸＩＡＯＺｈａｏ－ｘｉａ，ＷＡＮＧＳｈｏｕ－ｘｉａｎｇ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，—２００８，３２（７）：９８１０３．［６］刘文．微电网孤岛运行的主从控制策略研究［Ｊ］．五邑大学学报，２０１１，２５（３）：５５．５９．—ＬＩＵＷｅｎ．Ａｓｔｕｄｙｏｆｍａｓｔｅｒｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｔｈｅ粥加Ｏ如加ｍ加Ｏｍ８６４２Ｏ．８６．电力系统保护与控制ｉｓｏｌａｔｅｄｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｙｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，—２５（３）：５５５９．［７］摆世彬．微型电网控制技术的研究［Ｄ】．天津：天津大学２００８．ＢＡＩＳｈｉ・ｂｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ—ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ［Ｄ］．Ｔｉａｎｊｉｎ：ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８．［８］王成山，肖朝霞，王守相．微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略［Ｊ］．电工技术学报，２００９，２４（２）：１００．１０７．ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ－ｓｈａｎ，ＸＩＡＯＺｈａｏ－ｘｉａ，ＷＡＮＧＳｈｏｕ－ｘｉａｎｇ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅｆｅｅｄｂａｃｋｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｆｏｒｉｎｖｅｒｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｏｕｒｃｅｉｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００９，—２４（２）：１００１０７．［９］张建华，黄伟．微电网运行控制与保护技术研究［Ｍ】．北京：中国电力出版社２０１０．ＺＨＡＮＧＪｉａｎ・ｈｕａ，ＨＵＡＮＧＷｅｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＰｒｅｓｓ，２０１０．［１０］孙孝峰，吕庆秋．低压微电网逆变器频率电压协调控制［Ｊ］．电工技术学报，２０１２，２７（８）：７７．８３．——ＳＵＮＸｉａｏｆｅｎｇ．ＬｎＱｉｎｇｑｉｕ．ＩｍｐｒｏｖｅｄＰＶｃｏｎｔｒｏｌｏｆｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｉｎｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，—２７（８）：７７８３．［１１］肖朝霞．微网控制及运行特性分析［Ｄ】．天津：天津大学．２００８．ＸＩＡＯＺｈａｏ－ｘｉａ．Ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｄ］．Ｔｉａｎｊｉｎ：ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８．［１２］张纯江，王晓寰，薛海芬，等．微网中三相逆变器类功率下垂控制和并联系统小信号建模与分析［Ｊ］．电工技术学报，２０１２，２７（１）：３２．３９．——ＺＨＡＮＧＣｈｕｎ－ｊｉａｎｇ，ＷＡＮＧＸｉａｏｈｕａｎ，ＸＵＥＨａｉｆｅｎｇ，—ｅｔａ１．Ａｑｕａｓｉｐｏｗｅｒｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｔｅｒｓａｎｄｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆ—ｐａｒａｌｌｅｌｓｙｓｔｅｍｉｎｍｉｃｒｏｇｒｉｄ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａ—Ｅ１ｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，２７（１）：３２３９．［１３］郑永伟，陈民铀，李闯，等．自适应调节下垂系数的微电网控制策略［Ｊ］．电力系统自动化，２０１３，３７（７）：６－１１．ＺＨＲＮＧＹｏｎｇ－ｗｅｉ，ＣＨＥＮＭｉｎ－ｙｏｕ，ＬＩＣｈｕａｎｇ，ｅｔａ１．Ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｍｉｃｒｏｇｒｉｄｂａｓｅｄｏｎａｄａｐｔｉｖｅａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｄｒｏｏｐｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１３，３－７（７）：６－１１．收稿日期：２０１３－０５－１５；—修回Ｅｌ期：２０１３－０７２５作者简介：张项安（１９６８一），男，高级工程师，主要研究方向为电—力系统继电保护及自动化；Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｎｇａｎｚｈ＠｝ｘｊｇｃ．ｔｏｍ张新昌（１９６２一），男，高级工程师，主要研究方向为电力系统继电保护及自动化设备的开发与管理；唐云龙（１９７６一），男，硕士，高级工程师，从事光伏逆变器的研发、光伏发电系统及微电网领域的研究。