隨著對電力需求的不斷增長，集中式大電網（公共電網）在過去數十年里迅速發 展，成為主要的電力供應。由于集中供電較為脆弱，經常會導致大規模的停電事故，因此人 們開始研究微網系統。同時，由于近年來分布式發電系統(例如風能發電系統、太陽能發電 系統）的大規模發展，因此將分布式發電系統接入微網系統已經成為未來的主要電力網絡 發展趨勢。目前應用比較普遍的微網系統為基于交流總線的微網系統，該系統中，太陽能、風 能等分布式發電系統產生的電力經過直流到交流的變換傳送至交流總線。但是負載不只由 交流負載，還有直流負載，例如直流充電粧、直流電機、L抓照明燈等，因此在為直流負載供 電時，需要將交流電轉換到高壓直流電，...

在直流負荷增加或減小時，分布式控制策略仍能確保分布式電源處于功率均分狀態。分布式電源即插即用功率，t=10s時，切除DG2并斷開通信，其余兩臺分布式電源仍能保持功率均分；t=35s時，并入DG2；t=45s時，DG2接入通信網絡，從而實現功率均分。該案例體現了分布式控制策略能滿足分布式電源即插即用功能，投入切除較為靈活，且過程中仍能確保系統穩定，具有較好的供電可靠性和系統魯棒性。為落實“雙碳”政策，支撐能源結構清潔化轉型，提升分布式能源的充分消納和利用效率，交、直流微電網共存、協同發展已經成為重要的發展方向。交直流混合微電網系統具有運行靈活多變、傳輸效率高、經濟成本低等優點，因此，研究交直流混...

交直流混合微電網的穩定性問題可對并網運行模式和孤島運行模式分別進行分析：并網模式下，由于大電網的支撐作用，主要考慮直流子微電網母線電壓穩定問題，通過對應控制方法實現電壓穩定；孤島模式下則既要考慮直流子微電網的電壓穩定問題，又要考慮交流子微電網的電壓、頻率、功角穩定問題。國內外對交直流微電網穩定性的綜合研究較少，主要涉及微電網的小信號干擾穩定、暫態穩定，主要保持電壓和頻率的穩定。但是，國內外研究主要采用簡化的DG和負荷模型，忽略了DG的多樣性和波動性以及非線性負荷和感應電動勢負荷的影響，缺少對交直流混合微電網穩定性判據的建立。微網系統可以為新型能源技術的實現提供必要的能源支持和管理。天津交直流混...

隨著DG、儲能裝置和直流負荷的逐步滲透與現有交流系統的普遍存在，交直流混合微電網將是今后發展的必然趨勢。主要分析交直流混合微電網中現存的問題并對未來進行展望。(1)現有的交直流混合微電網研究主要針對典型的交直流混合微電網結構，未來的交直流混合微電網中將包含多條不同等級的交流母線和直流母線，多條母線之間的協調控制與功率管理將是今后研究的熱點問題。(2)未來的交直流混合微電網中，連接DG的電力電子裝置、儲能裝置以及非線性負荷等導致的電能質量問題是一個重要課題。諧波、三相不平衡和電壓的凹陷/膨脹等問題在配電網中備受關注，不久的將來電能質量問題將更加嚴峻。因此，研究輔助裝置(如無功補償，電壓不平衡補償...

本地控制器測量各自變換器的輸出電流，對高速通信線提供的參考值進行比較和跟蹤。區別于集中控制，主從控制技術中不存在集中式控制器，且各臺變換器的功能不盡相同。主從控制技術的控制框圖如，系統中包含一臺主變換器及剩余若干從變換器。其中主變換器工作于電壓源模式，控制目標是將輸出電壓穩定于參考值；其余從變換器都工作于電流源模式，控制目標是讓自身輸出電流跟蹤主變換器的輸出電流，之后各臺輸出電流相同，實現電流(等效于功率)合理分配的目的。電流鏈控制也稱為3C(circular chain control)控制。在電流鏈技術控制中，每臺變換器包含電壓控制外環和電流控制內環，各電壓環目的均是將輸出電壓穩定于額定值...

虛擬阻抗是微網應用的重要技術，主要實現方式是將輸出電流經過特定增益反饋至電壓環，表達式如下所示：通過虛擬阻抗修正變換器在基波域等效的輸出阻抗，進而降低線路阻抗阻感比對下垂控制的消極作用，同時減小了因輸出阻抗差異造成功率分配誤差的影響。然而上述方法加大了系統等效輸出的阻抗，進而加重了母線電壓的壓降。近年來，越來越多單相負載和非線性負載被接入微網系統，只采用傳統下垂控制已無法實現負載合理分配。為此，負序虛擬阻抗、諧波次虛擬阻抗以及復合式虛擬阻抗等概念也逐漸被學者們提出并應用。虛擬阻抗技術也在直流子微網中得到了應用。但與交流子微網不同，直流系統中采用的I-U 曲線下垂系數本身就是虛擬阻抗。可以分別采...

分層控制應用到微網之初，相關文獻中普遍采用集中式第2 層控制(centralized secondary control，CSC)的結構。在CSC 結構中，各臺變換器將各自信息傳遞至統一的中間控制器，再由中間控制器根據收到的信息和相應的算法，把補償信號下發至各臺變換器的底層控制器。其中，參數信息和控制信號的傳輸均通過低速通信網絡實現。然而CSC 結構的分層控制依賴于中間控制器，一旦中間控制器出現問題，整個第2層控制都會失效，因此**們又提出分布式第2 層控制(distributed secondary control，DSC)的結構。在DSC 結構里，第2層控制被嵌入到變換器控制中，每臺變換器...

當變換器輸出阻抗與線路阻抗之和為純感性時，有功功率和無功功率可以表達為其中：Pn、Qn分別為變換器n 輸出的有功功率和無功功率；En代替輸出電壓；U 代替母線電壓；fn是輸出電壓與母線電壓之間的夾角；Xn則表示輸出感抗。由式(1)(2)可以看出，當fn足夠小時，有功功率的流動主要由功率角fn決定，而無功功率的流動則主要由變換器輸出電壓En決定。因此，交流子微網中的功率分配管理方法可以表示為其中：Erated、frated 分別代替變換器輸出電壓和頻率的額定值；mP和nQ分別為有功和無功的下垂系數。對于不同子微網，下垂控制器均由2部分組成：外環是將反饋的本地信息(電流或功率)代入至預設的下垂曲線...

隨著DG、儲能裝置和直流負荷的逐步滲透與現有交流系統的普遍存在，交直流混合微電網將是今后發展的必然趨勢。主要分析交直流混合微電網中現存的問題并對未來進行展望。(1)現有的交直流混合微電網研究主要針對典型的交直流混合微電網結構，未來的交直流混合微電網中將包含多條不同等級的交流母線和直流母線，多條母線之間的協調控制與功率管理將是今后研究的熱點問題。(2)未來的交直流混合微電網中，連接DG的電力電子裝置、儲能裝置以及非線性負荷等導致的電能質量問題是一個重要課題。諧波、三相不平衡和電壓的凹陷/膨脹等問題在配電網中備受關注，不久的將來電能質量問題將更加嚴峻。因此，研究輔助裝置(如無功補償，電壓不平衡補償...

交直流混合微電網除了要考慮其穩定性、可靠性和安全性，還需要分析其經濟性指標。經濟性評估主要分為3個方面：微電網規劃設計階段的經濟性評估、微電網運行時的較優化管理和微電網優化調度問題。微電網規劃設計階段的經濟性評估分析主要通過投入產出法、全生命周期和區間分析法來考慮成本指標(等年值設備投資費用、等年值運行維護費用等)和效益指標(利潤凈現值、投資回收期等)。微電網運行較優化管理主要通過目標函數(利潤、較低成本等)和約束函數的建立，來管理系統的功率潮流；微電網的優化調度問題除了需要考慮發電成本問題，還需要結合大電網的實時電價、DG的出力不穩定性和機組組合的環境效益，增加了電網調度的難度。交直流混合微...

交直流混合微電網的運行優化易受多種不確定性因素的影響,考慮不確定性因素影響下的微電網運行優化及分析各因素對運行優化影響程度并確定明顯影響因素是目前值得研究的方向. 文中分析并模擬了新能源出力隨機性、負荷預測誤差、電價波動、元件隨機故障等不確定性因素,建立了考慮上述復合不確定性的交直流混合微電網運行優化模型,從經濟性、環保性和可靠性三個方面構建系統運行優化評價指標體系,運用蒙特卡洛方法對系統評價指標模型進行分析并進行復合不確定性評價,得到各評價指標的概率分布及各不確定性因素對評價指標的影響權重。交直流混合微網系統可以通過優化能源利用來較大程度上減少能源浪費。安徽交直流混合微網系統費用在微網系統中...

為了深入了解交直流混合微電網的動態特性,就必須尋求簡單有效的方法建立其整體模型。除此之外,穩定性分析也是微電網研究的重要內容,但大多只涉及小干擾穩定性分析,針對微電網暫態過程的穩定性分析的研究則尚不成熟。隨著社會經濟的發展,電力系統正在發生著深刻的變革。由于大量分布式電源的接入,傳統的發-輸-配單向用電形式產生了變化,尤其在配網側,源荷共存、功率雙向流動的狀況對現有的電網調控、保護等形成了新的要求。同時大量的直流分布式電源和直流負荷,對傳統的交流供電模式提出了新的挑戰。交直流混合微電網能夠有序地接納交直流分布式電源和負荷,有效集成交直流異構子網,充分發揮交流供電和直流供電的優勢,具有較高的轉換...

基于高速通信的控制技術和無互聯通信控制技術進行了歸納和評述.2種技術均存在弊端：高速通信會降低系統冗余，但舍棄通信網絡又會引起精度的不足。為此，學者們又提出基于低速通信的控制技術。該技術對控制精度和系統冗余進行折中，旨在不過于依賴通信網絡的同時，確保微網的準確運行。基于低速通信控制一般采用Josep M. Guerrero提出的分層控制結構。在該結構下，底層控制(primary control，通常為下垂控制)只使用本地信息，這是為了確保通信出現故障時，系統仍能履行基本的功率控制職能；第2層控制(secondary control)針對底層控制的不足，借助低速通信獲取更多信息以對底層控制進行補...

交直流混合微電網是指由分散式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統。其中根據分散式電源的不同，既包括直流母線，也包括交流母線。微電網通過微電網內分散式電源輸出功率的協調控制可保證微電網穩定運行；微電網能量管理系統可以有效地維持能量在微電網內的較佳化分配與平衡，保證微電網經濟運行。微電網一般具有能源利用率高、供能可靠性高、污染物排放少、運行經濟性好等優點。國內外對交直流混合微電網領域相關技術的研究還處于初級階段，研究內容主要涉及交直流混合微電網的拓撲結構、容量配置、性能評估、運行控制、保護和能量管理等方面。美國...

經計算,各微網的一級指標狀態值、權重及總得分如表4所示。可以看出,對于網絡結構水平,微網3較低,主要由于其所加支路導致關鍵節點分布距離比和關鍵支路分布距離比變小;對于電源配置合理性,微網1較低,因為容量方案1相對方案2的合理性更低;對于系統聯絡程度,結構2所加支路促使微網3的聯絡程度更高;對于系統備用水平,方案2的備用容量更大,使微網2和3的備用水平更高;對于故障自愈能力,結構2的支路更多,負荷可轉移路徑更多,因此自愈能力更強。對比各一級指標的權重,可以得出,電源配置合理性對堅強度的影響較大,其次是網絡結構水平。交直流混合微網系統可以為重大會議和活動提供高效、可靠的能源供應保障。新疆交直流混合...

交直流混合微電網的自治管理離不開相應的通訊系統。己有的交直流混合微電網都采用簡單的集中通訊或分布式通訊系統，但對其通訊系統未深入探討。通訊系統的可靠性、安全性、魯棒性和經濟性是選擇通訊技術和設計通訊拓撲需進一步考慮與研究的課題。交直流混合微電網的應用離不開保護裝置的成熟應用，然而現階段的交直流混合微電網的保護技術研究才處于起步階段，開發具有靈活可靠的直流斷路器成為未來研究的重點。在現代電力系統中，微電網不只為分布式電源提供了能量接口，而且提高了傳統電力系統在極端環境下的可靠性。然而，隨著新能源技術和分布式發電的快速發展，直流型分布式電源和負荷占比逐漸提升，在接入交流電網時，需要通過能量轉換裝置...

交直流混合微電網的拓撲結構是微電網設計之初考慮的問題，當微電網結構設計合理完備后，交直流混合微電網的容量配置問題亞需解決。相比于傳統大電網，交直流混合微電網由于DG與儲能裝置的存在，容量配置問題更加複雜:DG的隨機性、波動性受地理環境影響較大;蓄電池的壽命增加了容量配置的約束條件。交直流混合微電網的容量配置主要分為4部分：（1）資源、負荷、地理環境的調研與微電網網路結構的確定；（2）設備型號與設備數量的選擇；（3）容量配置較較佳化模型的建立；（4）較佳化求解。容量配置較較佳化模型的建立主要分為目標函式的選取與約束條件的確定，目標函式主要分為可靠性指標與經濟性指標2類，約束條件主要考慮系統運行約...

微電網從交流母線和直流母線的配置角度，可分，為交流微電網、直流微電網和交直流混合微電網。交直流混合微電網因其兼備交流微電網與直流微電網的優勢，能更好促進DG的消納，同時可以提高經濟效益，是微電網發展的趨勢。交直流混合微電網的典型結構包括各自單獨連接運行的直流微電網系統和交流微電網系統以及雙向變流器，如DG代替各類分布式電源，如光伏、風機、燃料電池、微型同步電機等；ESS代替儲能裝置，如蓄電池、超級電容器等，各電力電子裝置根據母線類型和控制要求選擇類型。該交直流混合微電網內部由各單元在其交流子微網或直流子微網內按照各自原則并聯構成，外部由四象限運行的換流器連接，整個混合微電網由交流母線通過饋線并...

分層控制應用到微網之初，相關文獻中普遍采用集中式第2 層控制(centralized secondary control，CSC)的結構。在CSC 結構中，各臺變換器將各自信息傳遞至統一的中間控制器，再由中間控制器根據收到的信息和相應的算法，把補償信號下發至各臺變換器的底層控制器。其中，參數信息和控制信號的傳輸均通過低速通信網絡實現。然而CSC 結構的分層控制依賴于中間控制器，一旦中間控制器出現問題，整個第2層控制都會失效，因此**們又提出分布式第2 層控制(distributed secondary control，DSC)的結構。在DSC 結構里，第2層控制被嵌入到變換器控制中，每臺變換器...

隨著智能化變電站的普及,站內智能組件、保護測控裝置、自動裝置、通信電源以及事故情況下的UPS電源均需直流供電,必須配置大容量蓄電池以滿足運行要求。此外,直流負荷構成站內“中間系統”,站用電系統直流網絡電源形式單一,可靠性不夠!。交直流混合微網可直接接入交流和直流輸出的電源,并直接對交流和直流負荷供電,減少電力電子變換環節,控制簡單,將其應用于變電站站用電系統,其獨有的孤島運行模式可有效提高站用電系統的可靠性。目前,已有部分文獻提出了將微網應用于變電電站運行要求提出了新型交直流混合微網站用電系統并網和孤島模式下的控制策略及運行模式無縫切換方案。微網系統可以根據人們的不同需求來靈活配置和管理能源。...

在采用分布式控制的微網系統中，各智能體只以優化本地信息作為控制目標，因此多智能體協調運行時，尤其是在通信延遲大、測量有誤差等非理想情況下，需要對系統運行的收斂速度以及穩定裕度進行深入分析和準確估定。微網中的功率控制技術的工作性能仍然掣肘于通信技術。如何同時實現微網通信系統的低成本和高可靠性是亟待解決的關鍵技術。同時，融合了電力電子變換技術與通信技術的能源路由器將成為能源互聯網中的重要課題。如何研制魯棒性高、效率高、功率密度高、自治能力強且具備即插即用功能的模塊化電力電子設備，是需要學術界和工業界共同研究的微網關鍵技術。交直流混合微網系統可以為社區、工業園區、船舶和建筑等提供地方性的電力解決方案...

對于交流子微網和直流子微網而言，功率控制目標都是合理配置各自變換器所分配的功率，因此二者許多控制方法在本質上是相同的。以下將對子微網通用的功率控制技術進行歸納分類并評述。在微網發展初期，學者們通常以系統尺度小作為前提條件進行研究和實驗，因此對于變換器間的高速通信互聯來說，實現起來相對簡單。目前，基于高速通信的控制技術主要包括集中控制技術、主從控制技術以及電流鏈控制技術。一種適用于交流子微網和直流子微網的集中控制方法，控制框圖如圖1所示。集中控制技術由集中式控制器和本地控制器構成。集中式控制器對總負載電流進行測量，根據并聯變換器數量N及各臺變換器容量，計算出各變換器輸出電流環的參考值，其中Σki...

一種并網點位于AC側的交直流混合微電網(典型拓撲I)，在該混合微電網中，交流微電網由交流母線和與之連接的風力發電系統、微型燃氣輪機、儲能裝置、交流負荷構成，直流微電網由直流母線和與之相連的光伏發電系統、儲能裝置、直流負荷構成，交直流母線間通過互聯變流器相連，該拓撲適用于交流負荷所占比重較大且直流側無重要負荷的區域。交直流混合微網功率控制技術是指對交流子微網、直流子微網以及交直流互聯變換器功率進行合理分配以確保各臺變換器協調運行的一種管理策略。自“微網”的概念被CERTS 提出以來，歐美、日本、中國等先后針對交流微網展開了控制方案和運行特性的研究以及示范性工程的建設。微網系統可以為城市和地區的電...

一種交直流混合微電網系統，該交直流混合微電網系統包括：直流微電網和至少兩個柔性變電站，柔性變電站包括：高壓交流系統、高壓直流系統和低壓直流系統，高壓交流系統與高壓直流系統之間、高壓直流系統與低壓直流系統之間、高壓交流系統與低壓直流系統之間分別相連，上述直流微電網包括：高壓直流母線和低壓直流母線，各柔性變電站的高壓直流系統之間通過高壓直流母線相連，各柔性變電站的低壓直流系統之間通過低壓直流母線相連。出的交直流混合微電網系統通過將柔性變電站的高壓交流系統、高壓直流系統及低壓直流系統互聯成環，并通過高壓直流母線將各柔性變電站的高壓直流系統連接，通過低壓直流母線將各柔性變電站的低壓直流系統連接，從而形...