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摘要：为了确保微电网的稳定运行，必须要有一套成熟的控制系统，本文在原有的控制系统的基础上提出了一个新的控制方式——虚拟同步发电机技术（VSG）。该技术模拟了同步发电机的外特性，可以使微电网稳定运行。 本文采用 PSCAD / EMTDC 软件对微电网进行仿真分析。仿真结果表明，提出的控制策略能够维持微电网的稳定运行，并能实现微电网从孤岛运行方式到并网运行的平稳过渡。
关键词：分布式电源;微电网;控制
引言
能源——世界经济增长的主要驱动力，人类文明延续发展的基础。随着世界经济和人口的不断增长，对能源的需求量也不断增大，短缺的问题也越来越严重。能源利用率的提高、新能源的开发、可再生能源的加强利用，是解决各国经济和社会发展过程中能源紧缺所必须要面临的。从而分布式电源得到大力开发，但是分布式电源存在很多缺点，并且，当系统不正常运行时，分布式电源不得不退出运行，这样分布式电源的利用率就下降了许多，所以微电网就产生了，微电网是一个灵活可控的小电网。它结合了负荷和分布式电源形成了一个能够实现自我控制与保护管理的可自治的小型发配电系统。微电网有两种运行方式，这给大电网减轻了供电压力，同时也提高了对负荷的供电可靠性。只有通过应用先进的控制方式才可保证两种运行方式的稳定运行，以及稳定的相互切换。所以本文将主要研究微电网的控制方式。
微电网概况
微电网是指由分布式电源、负荷、储能装置、能量转换设施、控制系统等组成的小型发电系统，可以看作是基于分布式发电装置的、管理局部能量供求关系的小电网[1]，它既可以与主系统并网运行，也可以与主系统分离后孤岛运行，其结构如图1所示。
两个相并联的DG1和DG2、逆变器、主电网、开关以及负载这几部分构成了微电网。在运行模式为并网时，微电网通过开关与主电网相连，这种运行模式减轻了主电网的负担，并且提高了负载的抗干扰性。
但是在电网故障或检修的情况下，开关将断开，主电网与负载相离，系统将按预先设定的功率分配原则向微电网中所有重要负载供电，这样的作方式叫做孤岛运行。当线路中的故障全部清除后，开关就会闭合运行模式转换到并网模式[2]。
微电网运行控制方式
微电网的运行控制方式分为微电网整体的控制策略以及微电源的控制策略，微电网整体的控制策略包括主从、对等以及分三种。微电源的控制策略包括P/Q、V-f以及下垂控制。还有一种新型控制方式——虚拟同步发电机技术（VSG）[3]。该技术是借鉴同步发电机的电磁方程以及机械方程控制逆变器使其在机理上与外特性上均与同步发电机相媲美。该技术就是一套特定的控制逆变器的算法[4]。如图 2所示，该图是虚拟同步发电机框图。
由图2可以看出，储能单元用理想直流电压源，主电路由三相逆变器和滤波器构成，滤波器接负载再接入主电网。主要是为了构造虚拟惯量以及一次调频指令，并且模拟同步发电机的转子惯性及系统一次调频特性[5]。下面将阐述一下是如何模拟同步发电机的。
虚拟同步发电机技术仿真分析
为了验证基于VSG 控制方式的稳定性及有效性，本文将在 PSCAD 中建立模型对其进行仿真验证。
孤岛运行到并网
微电网运行在孤岛状态，带有功负载 21k W，无功负载 2.1k Var，在0.35s时通过闭合断路器来使微电网连接于主电网。仿真切换过程中微电网系统的电压和频率，仿真结果如图所示。
结论
从图（a）（ b）可以看出，0.35秒电压及频率有波动，可以看到有非常小的波动，还在允许的的范围内，系统仍可以稳定运行。通过仿真图可以看出VSG可以控制微电网在孤岛模式下的稳定行。
因此，由仿真可得采用VSG技術可以使微电网从孤岛状态平滑切换到并网状态并且稳定运行。
参考文献
[1] 李小明.基于拉格朗日插值法的改进微网功率控制方法[D].西南交通大学电气工程学院，2014.
[2] 马莉娜.含分布式电源的微电网控制策略的研究[D].华北水利水电大学，2016.
[3] 李金波.基于VSG的微网逆变器控制策略研究[D].宁夏大学，2016.
关键词：分布式电源;微电网;控制
引言
能源——世界经济增长的主要驱动力，人类文明延续发展的基础。随着世界经济和人口的不断增长，对能源的需求量也不断增大，短缺的问题也越来越严重。能源利用率的提高、新能源的开发、可再生能源的加强利用，是解决各国经济和社会发展过程中能源紧缺所必须要面临的。从而分布式电源得到大力开发，但是分布式电源存在很多缺点，并且，当系统不正常运行时，分布式电源不得不退出运行，这样分布式电源的利用率就下降了许多，所以微电网就产生了，微电网是一个灵活可控的小电网。它结合了负荷和分布式电源形成了一个能够实现自我控制与保护管理的可自治的小型发配电系统。微电网有两种运行方式，这给大电网减轻了供电压力，同时也提高了对负荷的供电可靠性。只有通过应用先进的控制方式才可保证两种运行方式的稳定运行，以及稳定的相互切换。所以本文将主要研究微电网的控制方式。
微电网概况
微电网是指由分布式电源、负荷、储能装置、能量转换设施、控制系统等组成的小型发电系统，可以看作是基于分布式发电装置的、管理局部能量供求关系的小电网[1]，它既可以与主系统并网运行，也可以与主系统分离后孤岛运行，其结构如图1所示。
两个相并联的DG1和DG2、逆变器、主电网、开关以及负载这几部分构成了微电网。在运行模式为并网时，微电网通过开关与主电网相连，这种运行模式减轻了主电网的负担，并且提高了负载的抗干扰性。
但是在电网故障或检修的情况下，开关将断开，主电网与负载相离，系统将按预先设定的功率分配原则向微电网中所有重要负载供电，这样的作方式叫做孤岛运行。当线路中的故障全部清除后，开关就会闭合运行模式转换到并网模式[2]。
微电网运行控制方式
微电网的运行控制方式分为微电网整体的控制策略以及微电源的控制策略，微电网整体的控制策略包括主从、对等以及分三种。微电源的控制策略包括P/Q、V-f以及下垂控制。还有一种新型控制方式——虚拟同步发电机技术（VSG）[3]。该技术是借鉴同步发电机的电磁方程以及机械方程控制逆变器使其在机理上与外特性上均与同步发电机相媲美。该技术就是一套特定的控制逆变器的算法[4]。如图 2所示，该图是虚拟同步发电机框图。
由图2可以看出，储能单元用理想直流电压源，主电路由三相逆变器和滤波器构成，滤波器接负载再接入主电网。主要是为了构造虚拟惯量以及一次调频指令，并且模拟同步发电机的转子惯性及系统一次调频特性[5]。下面将阐述一下是如何模拟同步发电机的。
虚拟同步发电机技术仿真分析
为了验证基于VSG 控制方式的稳定性及有效性，本文将在 PSCAD 中建立模型对其进行仿真验证。
孤岛运行到并网
微电网运行在孤岛状态，带有功负载 21k W，无功负载 2.1k Var，在0.35s时通过闭合断路器来使微电网连接于主电网。仿真切换过程中微电网系统的电压和频率，仿真结果如图所示。
结论
从图（a）（ b）可以看出，0.35秒电压及频率有波动，可以看到有非常小的波动，还在允许的的范围内，系统仍可以稳定运行。通过仿真图可以看出VSG可以控制微电网在孤岛模式下的稳定行。
因此，由仿真可得采用VSG技術可以使微电网从孤岛状态平滑切换到并网状态并且稳定运行。
参考文献
[1] 李小明.基于拉格朗日插值法的改进微网功率控制方法[D].西南交通大学电气工程学院，2014.
[2] 马莉娜.含分布式电源的微电网控制策略的研究[D].华北水利水电大学，2016.
[3] 李金波.基于VSG的微网逆变器控制策略研究[D].宁夏大学，2016.