汪海寧，葉小凡，張長志，李浩然，張 健

（1.合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院，合肥 230009；2.國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院，天津 300384）

分布式電源DG（distributed generation）是有效使用清潔能源的重要方式，微網(wǎng)是分布式電源接入配電網(wǎng)的典型應(yīng)用[1]。但是DG的接入改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)的單輻射結(jié)構(gòu)[2]，同時DG的控制類型多變、并網(wǎng)位置不確定以及容量較小等因素對傳統(tǒng)依賴過電流限時三段式保護(hù)的技術(shù)有較大影響[3-4]。

對于微網(wǎng)保護(hù)的研究，近年來國內(nèi)外學(xué)者提出了很多保護(hù)改進(jìn)的方法。文獻(xiàn)[5-7]從保護(hù)可靠性、諧波約束和保護(hù)間配合約束等角度，對DG在配電網(wǎng)中的接入位置和準(zhǔn)入容量進(jìn)行了分析，并給出約束條件及最優(yōu)配置，但是考慮因素不夠全面，得到的優(yōu)化或限制結(jié)果有一定局限性；文獻(xiàn)[8-9]根據(jù)實時測取的故障類型和相電流值，實現(xiàn)在線保護(hù)整定值的自適應(yīng)修改，能在一定程度上適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化和DG運行方式的變化；文獻(xiàn)[10-11]借助線路上的保護(hù)裝置和廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)，建立了中央保護(hù)單元，以實現(xiàn)全微網(wǎng)的故障監(jiān)測與保護(hù)，該類集中式保護(hù)適應(yīng)性和全面性強，但經(jīng)濟(jì)性較低，且保護(hù)的可靠性會隨著處理信息數(shù)量的增加而下降，同時保護(hù)的快速性對通信網(wǎng)絡(luò)的要求嚴(yán)格；文獻(xiàn)[12]針對低壓穿越時PQ的控制的分布式電源，提出基于電流正序故障分量幅值與相位的微網(wǎng)保護(hù)。

微網(wǎng)中所含的DG可能包括PQ控制的光伏變流器[13]或電流下垂控制的儲能變流器[14]。目前的微網(wǎng)保護(hù)多集中于對PQ控制的研究，下垂控制的故障特性研究較少。文獻(xiàn)[15]詳細(xì)分析了下垂控制的DG在故障時的故障特性，指出其故障特征的復(fù)雜性；文獻(xiàn)[16]分析了其故障時所造成的功角失穩(wěn)現(xiàn)象帶來的影響；文獻(xiàn)[17]提出了一種基于滯環(huán)控制的電流下垂低壓穿越方法，可以在電網(wǎng)故障時保持變流器的功角穩(wěn)定，并同時提供一定的無功支撐能力。

針對文獻(xiàn)[17]所提的滯環(huán)電流下垂控制，本文分析了含分布式光伏和儲能變流器的微網(wǎng)在其內(nèi)部故障時的故障特征，提出了相應(yīng)的故障診斷判據(jù)，基于所需采集的故障分量以及保護(hù)對數(shù)據(jù)同步的要求，結(jié)合EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)同步采樣，提出了系統(tǒng)保護(hù)具體方案，并通過仿真及實驗證明了所提方案的可行性。

1 分布式電源的故障特性

以圖1所示微網(wǎng)模型進(jìn)行故障特性分析，圖中DG1為電流下垂控制的儲能變流器，DG2為PQ控制的光伏變流器，A1～A4、B1～B3、C1～C3 分別為母線A、B、C的分支饋線開關(guān)；F1～F3為不同饋線上發(fā)生的故障。

1.1 電流下垂控制及其功角失穩(wěn)現(xiàn)象

圖1中的DG1為電流下垂控制，其輸出電流與電壓的關(guān)系為

式中：E1為DG1的等效輸出電壓；UB為母線B的電壓；δ為二者角度差，可定義為逆變器的虛擬功角；ZB2∠φ為DG1的輸出阻抗與線路B2阻抗之和，ZB2∠φ=R+jX； I˙1為 DG1 的輸出電流；Id1和 Iq1分別為其有功和無功分量，則

當(dāng)輸出阻抗X遠(yuǎn)大于R時，式（2）可簡化為

由式（3）得，通過調(diào)節(jié)頻率可以控制相角差δ，進(jìn)而控制DG1有功電流輸出；而無功電流的調(diào)節(jié)可以通過DG1與公共連接點PCC（point of common coupling）處的電壓差完成，因此電流下垂控制的表達(dá)式為

式中：f*和E*分別為下垂輸出頻率與電壓幅值；f0和E0分別為額定頻率與額定電壓；m和n分別為有功電流-頻率和無功電流-電壓下垂系數(shù)；Id0和Iq0分別為額定有功電流和額定無功電流。

并網(wǎng)運行時，逆變器的額定頻率f0為電網(wǎng)頻率，逆變器與電網(wǎng)的角頻率差 Δω=2π（f*-f0），根據(jù)式（4）可得，DG1的虛擬功角δ可以表示為

對于功率下垂控制，由于逆變器的電流限幅作用，電流在飽和與未飽和時的功角表達(dá)式呈對偶關(guān)系，在電網(wǎng)故障時，有可能產(chǎn)生功角失穩(wěn)的現(xiàn)象[16]。而電流下垂控制中，功角反映了其輸出電流的大小，并通過檢測輸出電流來控制其有功電流與無功電流，且電網(wǎng)電壓前饋使得變流器輸出端電壓與電網(wǎng)電壓保持同步，因此在電網(wǎng)故障時，基于內(nèi)電勢定向的d軸電流跟隨電網(wǎng)電壓同比例變化，導(dǎo)致控制器內(nèi)部計算的電流指令跌落，從而使變流器輸出電流發(fā)生跌落，不會出現(xiàn)電流飽和現(xiàn)象，使得故障后的功角曲線與正常工作時的功角表達(dá)式相似，但是在電壓跌落幅度過大時，存在功角失穩(wěn)的問題。根據(jù)式（5）可得變流器正常運行以及PCC處電壓跌落時的功角曲線，即

式中：Uf為PCC處故障電壓；Idmax為DG1輸出的最大故障有功電流。

根據(jù)式（6）和式（7）可以得到如圖2所示的功角特性曲線。正常狀態(tài)下，DG1的輸出有功電流與功角曲線在[0，π]中存在2個交點A和B，其中A為穩(wěn)定平衡點，B為不穩(wěn)定平衡點，DG1正常運行于A。而當(dāng)PCC處電壓跌落幅度較小，如圖2（a），Id0＜Idmax，故障后的功角曲線在[0，π]中存在 2 個平衡點C和D，在故障瞬間，DG運行狀態(tài)由A點突變到 A'點，由于 Id0＞Id，在控制算法調(diào)節(jié)下，DG1 運行點將沿著故障功角曲線由A'點運行到C，并達(dá)到平衡。當(dāng)PCC處電壓跌幅過大導(dǎo)致Id0＞Idmax，如圖2（b），故障后的功角曲線與Id0沒有交點，在電壓跌落瞬間，DG運行點從A突變到A"點，隨后DG1將沿著故障功角曲線運行到坐標(biāo)軸上π點，導(dǎo)致功角失穩(wěn)。由上述分析可知，電流下垂控制的變流器的虛擬功角狀態(tài)同時受到電流指令值、故障電壓跌落深度以及故障發(fā)生時長的影響。但是，故障電流不會出現(xiàn)過流情況，其最大值為下垂指令值。而較小的故障電流與較大的相角變化幅度都給故障保護(hù)帶來了困難。

1.2 基于滯環(huán)控制的故障穿越優(yōu)化策略及故障特征

為防止功角失穩(wěn)，文獻(xiàn)[17]提出了如圖3所示的基于功角滯環(huán)的故障穿越控制。在PCC處電壓跌落時將開關(guān)K切換到2上，通過滯環(huán)控制器將功角限制在[δ0-Δδ，δ0+Δδ]，δ0為故障前功角，Δδ為功角變化限幅值。其電流環(huán)采用正序電流控制，并通過將負(fù)序電流參考值設(shè)置為0，抑制不平衡故障時所產(chǎn)生的負(fù)序電流。

該控制方式下，故障時變流器功角變化范圍很小，結(jié)合式（3）可得，故障有功電流僅與電壓跌落深度有關(guān)，同時考慮到并網(wǎng)要求在故障時輸出無功電流來支撐電壓，故障無功電流Iq.f參照光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/T19964-2012所提出的要求，則電流下垂控制的DG1故障電流無功分量Iq1.f、有功分量Id1.f及幅值Iamp1.f可分別表示為

式中：k為無功支撐比例系數(shù)；U+G為正序故障電壓標(biāo)幺值；Imax為變流器輸出電流限幅值。

考慮故障穿越能力，圖1中PQ控制的DG2故障電流無功分量Iq2.f、有功分量Id2.f及幅值Iamp2.f可分別表示為

根據(jù)式（8）和式（9）可得，輸出電流相量分別如圖 4（a）和（b）所示。 圖中，U1.0和 UB.0分別為故障前DG1輸出電壓與母線B電壓，二者相位差為δ，由于采用了滯環(huán)控制，U1.f與UB.f之間的功角限制在 [δ-Δδ，δ+Δδ]，Δδ較小，為方便分析，以 δ代替；由于 PQ控制定向于母線電壓，因此以UC.0表示DG2的端口電壓；Id1.0和Id2.0分別為故障前DG1和DG2的輸出電流，一般情況下只輸出有功電流；U1.f和UB.f分別為故障后DG1輸出電壓與PCC點電壓，θ為故障電壓滯后角；I1.f和I2.f分別為故障后變流器輸出電流，其變化范圍被限制在淺色虛線所圍成的扇形區(qū)域，半徑為Imax，淺色箭頭ΔI1和ΔI2為故障分量。

根據(jù)圖4（a），當(dāng)電壓跌落深度較小時，電流下垂控制的有功電流減少且輸出無功電流不大，此時ΔI1與UB.0的相位差值接近180°；當(dāng)電壓跌落深度增大時，有功電流繼續(xù)減小且無功電流增大，ΔI1與UB.0的相位差值減小但不超過90°，考慮到功角δ的存在，ΔI1與 Upcc.0的夾角被限制在（90°-δ，180°-δ]。根據(jù)圖4（b）的角度關(guān)系以及式（9）可以得出，PQ控制的DG在電網(wǎng)電壓跌落較小時，為了維持恒功率輸出，有功電流將增大，同時因為低電壓穿越特性，無功電流也將增大，此時ΔI2與UC.0的夾角小于90°；當(dāng)電壓跌落深度較大時，輸出的無功電流很大，有功電流受到無功電流與限幅值的同時限制，此時 ΔI2與UC.0的夾角將大于90°且小于135°，ΔI2與 UC.0的夾角的變化范圍可以表示為[θ，135°+θ]。

2 微網(wǎng)各處故障特征分析

2.1 F1處故障

圖5為圖1所示微網(wǎng)模型在F1故障時的正序附加網(wǎng)絡(luò)，ZS和ZL1～ZL3分別為系統(tǒng)和負(fù)載的等效正序阻抗；ZF為故障點過渡阻抗；ZAF、ZBF和 ZAC分別為線路阻抗；ΔIA1～ΔIA4，ΔIB1～ΔIB3，ΔIC1～ΔIC3分別為各饋線上的故障電流分量；ΔI1和ΔI2為DG輸出等效附加正序電流。ΔUB為母線B上電壓故障分量，電壓分量ΔUB與故障前電壓UB,0的相位接近180°。已知DG1為電流下垂控制，則UB.0和ΔI1的夾角屬于（90°-δ，180°-δ]，且 ZL1為感性，因此 ΔIB2=-ΔIDG1，ΔIB3=ΔUB/ZL1，ΔIB1=-（ΔIB2+ΔIB3）。一般情況下母線B上的正序故障分量矢量如圖6（a）所示，故障分量相位差可表示為

由于DG1功角和母線故障電壓滯后角都很小，在母線電壓跌落接近低壓穿越臨界值時，DG1出現(xiàn)僅有功電流跌落而無功電流很小的情況，可能導(dǎo)致 ΔUB與 ΔIB2的夾角小于 0，如圖 6（b）所示。

母線C所接的 DG2為 PQ控制，ΔUC,0和 ΔI2的夾角屬于[θC,135°+θC]，θC為母線 C 電壓滯后角。則 ΔIC2=-ΔIDG2，ΔIC3=ΔUC/ZL2，ΔIC1=-（ΔIC2+ΔIC3），母線C上的正序故障分量相位差如圖6（c）所示，可表示為

對于母線 A，ZS與 ZL3表現(xiàn)為感性，ΔIA1=-（ΔIA2+ΔIA3+ΔIA4），ΔIA2=-ΔIC1，ΔIA3=ΔUA/Z3，ΔIA4=ΔUA/ZS，可以得到如圖6（d）所示的故障分量矢量，其故障分量相位差可表示為

2.2 F2與F3處故障

F2處故障時，母線A、C與F1故障時相似，對于母線 B，ΔIB1=-ΔIA1，ΔIB3=ΔUB/ZL1，ΔIB2=-（ΔIB1+ΔIB3），可得到如圖7（a）所示的故障分量矢量，故障分量相位差可表示為

F3發(fā)生在負(fù)荷支路饋線上，母線A、C與F1故障時相似，對于母線 B，ΔIB1=-ΔIA1，ΔIB2=-ΔIDG1，ΔIB3=ΔIB1+ΔIB3，其故障分量矢量見圖 7（b），故障分量相位差可表示為

然而和圖6（b）相似，也有可能出現(xiàn)ΔUB與ΔIB2的夾角小于0的情況。

3 基于正序故障分量的集中式保護(hù)方案

3.1 基于故障分量的保護(hù)判據(jù)

由第 2 節(jié)分析可得，取 φij=arg（ΔUi）-arg（ΔIij），（i為母線編號，j為饋線編號）。當(dāng)故障發(fā)生在饋線保護(hù)正方向時，φij的值屬于（-180°，0°）；當(dāng)故障發(fā)生在饋線保護(hù)反方向時，φij的值屬于（0°，180°）。 定義故障方向因子Sij為

根據(jù)式（15）可以判斷：當(dāng)分支饋線上出現(xiàn)Sij=1，即可判斷饋線上發(fā)生故障；而對于母線聯(lián)絡(luò)饋線，則需要該饋線兩端所計算的方向因子同時為1才可判斷出該饋線內(nèi)部發(fā)生故障。而當(dāng)圖6（b）的情況發(fā)生時，會同時出現(xiàn)SB1和SB2均為1的情況，對電流下垂控制的DG所連接的饋線增加輔助判據(jù)，定義輔助判斷因子tij

當(dāng)電流下垂控制的DG所屬的分支饋線（如圖1中B2）僅有SB2=1且tB2=1，才可以判斷故障位于饋線正方向，否則故障位于反方向?；谑剑?5）和式（16）的判據(jù)，需要采樣母線電壓以及母線所連接饋線上的電流故障分量，同時對數(shù)據(jù)采集的同步性也有所要求，為達(dá)到所述要求，本文將采用高速工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT的方案來實現(xiàn)同步，達(dá)成微網(wǎng)保護(hù)。

3.2 EtherCAT數(shù)據(jù)同步方案

EtherCAT是由德國倍福公司研發(fā)的一種實時工業(yè)以太網(wǎng)。它以主從模式工作，主站可以激活從站ESC芯片中的分布時鐘DC模塊為所有從站對時，使整個系統(tǒng)工作在統(tǒng)一參考時間下，其時鐘同步機制參考IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)。EtherCAT同步采樣方案及集中式保護(hù)配置如圖8所示。

（1）同步采樣方案：以DSP28335為例，該芯片通常被用作變流器的主控芯片，它通過載波過零點產(chǎn)生SOC信號觸發(fā)采樣，只要每個DSP中的載波同步就能同時觸發(fā)采樣信號。同步采樣方案見圖8（a），每個保護(hù)裝置中都配有EtherCAT從站，主站周期性的對每個從站對時，以確保整個系統(tǒng)都工作在同一參考時間下；然后主站命令從站在同一時間向變流器DSP的載波同步輸入引腳（EPWMxSYNCI）發(fā)出同步脈沖Sync，使所有DSP同時開始采樣。為消除時鐘偏移，從站每1 ms進(jìn)行一次載波同步。

（2）數(shù)據(jù)同步修正：上位機通過EtherCAT采集DSP所傳來的帶有時間戳的N個數(shù)據(jù)流，并將其存放于緩存數(shù)組Dn[N]中。首先，選取各個緩存數(shù)組的第1個數(shù)據(jù)Dn[0]中時間戳最大的1個當(dāng)作修正參考，記Ref[0]；然后，遍歷比較其他設(shè)備上傳來的數(shù)據(jù)流，認(rèn)為時間戳與Ref[0]的時間間隔小于0.5個采樣周期的采樣數(shù)據(jù)與修正參考數(shù)據(jù)“同一時刻”。一般僅在系統(tǒng)初始過程中對每臺設(shè)備進(jìn)行1次數(shù)據(jù)同步修正，當(dāng)檢測到微網(wǎng)系統(tǒng)中有新的設(shè)備加入并啟動時，需要對每個設(shè)備重新做如上同步修正處理。

（3）故障分量提取：在EtherCAT時鐘同步的前提下，提取故障分量的方法可表示為

3.3 集中式保護(hù)方案配置

（1）通訊網(wǎng)絡(luò)以及保護(hù)配置：適用于該保護(hù)方案的通訊網(wǎng)絡(luò)配置如圖8（b）所示。3個嵌入式EtherCAT主站 CX5130（EPC1、EPC2、EPC3）充當(dāng)中間層微網(wǎng)控制器，并與底層設(shè)備通信配置成環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)；能量管理層的工控機C6640（IPC）作為整個系統(tǒng)的大腦，通過交換機配置成星型結(jié)構(gòu)與中間層以及系統(tǒng)中各個網(wǎng)關(guān)通信，實時監(jiān)控微網(wǎng)控制層的運行狀態(tài)，收集各個網(wǎng)關(guān)的采樣信息；A1～A4、B1～B3、C1～C3為智能網(wǎng)關(guān)，主要由接觸器、斷路器和液晶等組成，其控制芯片為Arm407，并配有EtherCAT從站。

（2）保護(hù)流程：如圖9所示，保護(hù)判據(jù)動作的前提為母線電壓跌落，因此需電壓啟用判據(jù)，上位機時刻監(jiān)視母線電壓，當(dāng)電壓跌落大于等于10%時，啟動保護(hù)單元；提取該保護(hù)區(qū)間內(nèi)的母線正序電壓故障分量、母線連接的所有饋線的正序電流故障分量以及相位差，并計算所有饋線所屬的故障方向判斷因子Sij；找出Sij=1的所屬饋線并判斷其類型，若該饋線為儲能變流器所屬分支饋線，則計算輔助判斷因子tij；若tij=1，則故障定位于該條分支饋線，動作保護(hù)，若tij=0，則該饋線無故障，繼續(xù)監(jiān)測；若該饋線是其他類型的分支饋線，則故障定位于該饋線，該條饋線的保護(hù)動作；若該饋線為母線聯(lián)絡(luò)饋線，則判斷該母線聯(lián)絡(luò)饋線另一端的故障方向判斷因子是否也為1，若是，則故障點定位于該條饋線上，保護(hù)動作；否則，該饋線無故障，繼續(xù)監(jiān)測。

4 實驗部分

4.1 算例仿真

根據(jù)圖1所示微網(wǎng)模型在Matlab/Simulink環(huán)境中搭建仿真模型，微網(wǎng)電壓等級為0.38 kV，頻率50 Hz，DG1采用基于滯環(huán)控制的電流下垂控制，DG2采用PQ控制，容量均為50 kW，輸出最大電流均為 1.5 IN；負(fù)載 1～3 分別設(shè)置為（40+j5）kVA、（40+j5）kVA 和（20+j5）kVA。 線路單位正序阻抗為0.336+j0.008 Ω/km，長度均為0.1 km。三相短路時，電壓d軸分量跌落幅值較大，因此仿真主要以三相短路故障為例進(jìn)行驗證。

4.1.1 F1處故障

F1故障，設(shè)置過渡阻抗為0.2 Ω，DG1與DG2的輸出波形見圖10。母線B電壓跌落深度較大，跌幅約為40%，DG1有功輸出跌落，同時無功輸出增大；而母線C電壓跌落深度較B小，DG2輸出電流增大，但是未到電流限幅值，故其輸出有功功率不變，而因低壓穿越要求，輸出無功功率增大。

微網(wǎng)各位置的相位信息見表1。根據(jù)動作流程：各支路饋線計算所得的Sij值均為0，排除故障在分支饋線上的可能；相鄰的聯(lián)絡(luò)饋線中僅有SA1和SB1同時為1，因此可以判斷出故障點在A1B1聯(lián)絡(luò)饋線上，智能網(wǎng)關(guān)A1和B1動作切斷線路。

F1處將過渡阻抗改為2 Ω，其他條件不變再次進(jìn)行仿真，微網(wǎng)各位置的相位信息見表2。此時得到的結(jié)果與表1相似，按照保護(hù)流程仍可以判斷出故障發(fā)生位置。

表2 F1點過渡阻抗為2 Ω故障時的相位信息Tab.2 Phase information under fault F1 with transition resistance 2 Ω

4.1.2 F2及F3處故障

F2故障，設(shè)置過渡阻抗為0.2 Ω，DG1和DG2輸出與F1故障時相似。母線A和C的相位信息與F1故障時相似，母線B的相位信息見表3，其中分支饋線B2上的SB2=1，該饋線所連接的是電流下垂控制的DG，因此判斷tB2，由于母線B上僅有1個SBj=1，tB2=1，故可判斷出饋線B2出現(xiàn)故障。

表3 F2故障時的相位信息（母線B）Tab.3 Phase information under fault F2（bus B）

在F3處設(shè)置故障并增大短路過渡阻抗的值到3 Ω，使母線跌幅約為10%，DG1和DG2的輸出波形見圖11，由于電壓跌落較小，且有功電流輸出同時跌落，導(dǎo)致DG1有功功率輸出跌落超過10%，而輸出無功功率較小，接近于0；DG2的輸出與F1相似，輸出無功功率上升幅度較小。母線B的相位信息如表4所示，此時饋線B2的故障電流分量相位較小，出現(xiàn)了SB2和SB3均為1的情況，因此判斷tB2=0，則故障位于饋線B3。

表4 F3故障時的相位信息（母線B）Tab.4 Phase information under fault F3（bus B）

以上仿真結(jié)果表明，微網(wǎng)各處故障相位信息與第2節(jié)分析一致，可以利用第3節(jié)所提出的保護(hù)方案實現(xiàn)微網(wǎng)保護(hù)。

4.2 同步采樣實驗

基于EtherCAT平臺，驗證同步采樣方案。實驗平臺中，主站包含PLC控制器CX5130，2個從站內(nèi)均包含倍福公司生產(chǎn)的EtherCAT芯片和TI公司生產(chǎn)的DSP28335。

圖12（a）為DG運行時自身配備的DSP芯片所接受的由2個從站發(fā)送來的載波同步觸發(fā)信號Sync，主站每隔1 ms同時命令從站下發(fā)信號，以保證所有 DG 的載波同步；圖 12（b）是圖 12（a）中 2個信號的脈沖上升沿放大圖，2個信號被同時觸發(fā)，跟隨性良好；圖12（c）為2個DSP芯片的載波周期信號從不同步到同步的波形。同步信號到達(dá)后，兩載波一致性好，同步誤差控制小于0.5 μs，滿足同步采樣精度要求?；趫D12所示的高精度載波同步，可以實現(xiàn)同步采樣。結(jié)合基于EtherCAT的數(shù)據(jù)時間校正，可以在不同采樣點同時獲得整個系統(tǒng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，為保護(hù)方案的實施奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

本文基于PQ控制的光伏變流器以及功角滯環(huán)優(yōu)化的電流下垂控制的儲能變流器的故障穿越特征，分析了包含這2種控制的變流器的微網(wǎng)在不同位置發(fā)生故障時的故障電流分量相角特性，并結(jié)合母線故障電壓分量，提出微網(wǎng)保護(hù)判據(jù)。針對判據(jù)所需提取的故障分量及其對數(shù)據(jù)同步性的要求，提出基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的同步采樣的微網(wǎng)集中式保護(hù)方案，分析與實驗結(jié)果表明：

（1）考慮低壓穿越特性，含PQ控制的光伏變流器及基于功角滯環(huán)的改進(jìn)電流下垂控制的儲能變流器的微網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生短路故障時，可利用母線正序電壓故障分量與正序電流故障分量的相位差來判斷故障發(fā)生的方向，其中含儲能變流器的支路在電壓跌落剛過低壓穿越臨界值時會對相位差判據(jù)造成干擾，通過定義輔助判斷因子進(jìn)行綜合判定。

（2）基于EtherCAT的同步采樣以及數(shù)據(jù)修正可在上位機中實現(xiàn)對整個微網(wǎng)正序故障分量的同步、快速提取，根據(jù)對所提取的正序故障分量提出的集中式保護(hù)方案可實現(xiàn)全微網(wǎng)的集中式故障定位與保護(hù)。

（3）本文分析了考慮低壓穿越特性下的微網(wǎng)故障特征，但是在電壓壓降較小未達(dá)到低壓穿越臨界值時，微網(wǎng)故障特征與考慮低壓穿越的故障特征有所不同，需要在將來的研究中深入考慮；同時，本文所提出的集中式保護(hù)方案，沒有進(jìn)一步研究故障的處理，為減少故障損失并維持負(fù)荷供電，需要提出適當(dāng)?shù)墓收细綦x策略。