低压微电网逆变器多机增强型孤岛检测与控制关键问题研究

The self-healing capabilities will be the key to building future smart grid systems. If grid is fault, how to quickly and efficiently implement microgrid pattern transformation and stable operation,which is a difficult problem to be solved .The traditional active detection methods are at the expense of destroying normal operation condition rapidly. These methods are no longer suitable for the microgrid system. This topic focuses on two aspects: ①Research on islanding detection of multi-inverter microgrid based on droop control.This project addresses the diverse control method and multi-inverter with unequal power.The "universal" island detection method is put forward on the basis of detailed analysis and discussion on related problems, which breaks through traditional detecting "peer-to-peer" island control concept. ②Research on stochastic condition islanding operation control strategy .In order to solve the micro source parameter difference especially line impedance, the traditional droop control improvement method is put forward,which improve the system control precision and dynamic performance. Application of new method, theoretically eliminate the influence between the micro-source.This power control strategy is proposed for a low-voltage microgrid to realize "hot-plug "feature.

准确判断微电网运行状态、快速检测孤岛实现运行模式转换及孤岛稳定运行是未来智能电网自愈特性中的关键技术。目前，常用的孤岛检测方法以“破坏”孤岛运行条件为代价，且在不同运行控制策略和多机运行中检测盲区增大甚至检测失效，对于复杂的微电网环境产生了诸多“不适应性”。本项目重点研究两方面问题：①基于下垂控制的多机逆变器微电网孤岛检测。摒弃传统恒流/恒功率运行控制方法，研究基于下垂控制的孤岛检测方法。突破传统孤岛检测“点对点”的控制理念，提出适用于多元控制方法及功率不等值多机系统的“通用”增强型孤岛检测方法，实现检测方法的归一化并提高检测精度；②随机孤岛运行条件下的微电网控制策略研究。为解决各微源参数差异尤其是线路阻抗不一致带来的运行控制问题，在传统下垂控制的基础上提出新型方法，理论上消除孤岛运行中各微源之间的相互影响，提高微源系统控制精度和自治能力，为最终实现微电网“热插拔”特性奠定理论基础。

以分布式发电系统“能源自立”和“安全运行”为控制目标，探索微电网运行新模式。本项目重点研究了两方面问题：①基于下垂控制的多机逆变器微电网孤岛检测。对常用孤岛检测方法在下垂控制及多机情况下的特性开展了量化研究和评估。突破传统孤岛检测“单一适用性”的控制理念，提出了一种基于相角扰动的适用于多元控制方法及功率不等值多机系统的“通用”增强型孤岛检测方法，拓展了孤岛检测方法的适应性，提升了可移植性。该方法属于非破坏性检测方法，且对电网的影响达到最小化，有利于孤岛检测后系统平滑切换为孤岛运行模式；②随机孤岛运行条件下的微电网控制策略研究。为解决各微源参数差异带来的运行控制问题，在传统下垂控制的基础上提出基于功率变化率的反三角函数新型方法，理论上消除孤岛运行中各微源之间的相互影响。同时提出了一种通用性复数控制器，完成了在频率漂移、电网不平衡、谐波等各种非理想电网情况下电能质量控制。通过研究，推进微电网安全稳定运行，促进分布式能源利用和能源网络建设。.在执行本项目开展中，共发表论文14篇，其中，SCI收录论文1篇，EI收录论文4篇；申请发明专利共计12项，授权4项；培养博士研究生2名，硕士研究生7名。.通过本项目的开展解决了交流微电网中孤岛检测和孤岛运行的一些关键技术，对涉及多能源协调发电系统的设计、控制及理论进行了深入分析，形成了对工程实施有一定普遍指导意义的技术基础。