茆美琴

（合肥工業(yè)大學(xué)）

微網(wǎng)技術(shù)自20世紀(jì)90年代提出以來，特別是近十年來經(jīng)國內(nèi)外廣泛深入的研究、開發(fā)與技術(shù)示范，得到了快速的發(fā)展。同時(shí)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)也經(jīng)歷了可再生能源滲透率不斷提高，需求側(cè)管理技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)廣泛應(yīng)用的重大變革，并正向能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)演變。微網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在內(nèi)涵上互相滲透、聯(lián)系，具有位置本地性、源荷多元性、結(jié)構(gòu)多樣性、運(yùn)行靈活性、整體可控性和電網(wǎng)交互性等特征，這使得微網(wǎng)，特別是多能源微網(wǎng)在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中將扮演著“有機(jī)細(xì)胞”作用，包括：改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)可靠性與彈性，增加不同區(qū)域之間能量的協(xié)調(diào)調(diào)度，增加負(fù)荷的主動(dòng)調(diào)控能力，承載信息雙向流動(dòng)，提高能源總體利用效率等。為展示微網(wǎng)技術(shù)的最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，共同推動(dòng)微網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步深入研究，《電源學(xué)報(bào)》特別推出《微網(wǎng)運(yùn)行控制、建模與仿真》專輯。本專輯共計(jì)收到了投稿21篇，經(jīng)過細(xì)致的評(píng)審，最終錄用論文12篇，其中：微網(wǎng)自適應(yīng)頻率與功率協(xié)調(diào)控制方面4篇、微網(wǎng)單元建模方面2篇、微網(wǎng)故障分析與控制方面3篇以及微網(wǎng)變流器優(yōu)化控制方面3篇。

自適應(yīng)頻率與功率協(xié)調(diào)控制是各類獨(dú)立微網(wǎng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效運(yùn)行的共性科學(xué)問題，也是其作為有機(jī)細(xì)胞的智能化功能之一。來自合肥工業(yè)大學(xué)的胡蘇南和施永等[1]在《基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的孤島微網(wǎng)自適應(yīng)調(diào)頻策略》論文中提出了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)無模型自適應(yīng)控制的二次調(diào)頻策略，該控制算法僅需要采樣關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的輸入輸出數(shù)據(jù)，利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力并按照一定的控制周期在線整定二次調(diào)頻系統(tǒng)的無模型自適應(yīng)控制器參數(shù)，解決了微網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型難以獲取、因此控制器參數(shù)也難以整定的問題；上海大學(xué)的施天靈和汪飛等[2]在《直流船舶綜合電力系統(tǒng)中混合儲(chǔ)能的精確功率分配策略研究》論文中通過直流母線電壓波動(dòng)值確定目標(biāo)功率，采用二次規(guī)劃算法將目標(biāo)功率值在混合儲(chǔ)能間進(jìn)行合理分配，從而以最小成本維持母線電壓在允許范圍內(nèi)；合肥工業(yè)大學(xué)的茆美琴和丁勇等[3]在《含多光儲(chǔ)VSG單元孤島微網(wǎng)參數(shù)自適應(yīng)功率協(xié)調(diào)與頻率優(yōu)化控制》論文中綜合考慮系統(tǒng)負(fù)荷需求、光伏單元出力情況以及系統(tǒng)頻率變化，提出了自適應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼系數(shù)和虛擬電感等參數(shù)，從而保證各單元間功率有效分配，避免了光伏利用不充分、逆變器過載及系統(tǒng)交直流側(cè)功率波動(dòng)引起的頻率驟變等影響，同時(shí)也改善了系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性；合肥工業(yè)大學(xué)的劉芳和周建建等[4]在《基于瞬時(shí)功率均分的中頻逆變器主從并聯(lián)控制系統(tǒng)研究》論文中基于三相T型三電平中頻并聯(lián)拓?fù)浯罱▎螜C(jī)大容量中頻逆變器，采用改進(jìn)型LCL拓?fù)湟种葡到y(tǒng)高頻環(huán)流、共模電壓，并提出瞬時(shí)功率均分主從控制策略，實(shí)時(shí)均分主/從機(jī)有功、無功功率方法。

微網(wǎng)變流器特性建模是系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。來自合肥工業(yè)大學(xué)的杜燕和趙韓廣等[5]在《考慮頻率耦合效應(yīng)的虛擬同步發(fā)電機(jī)序阻抗建?！氛撐闹蟹治隽薞SG系統(tǒng)的頻率耦合機(jī)理，采用諧波線性化的方法建立包含功率外環(huán)和頻率耦合效應(yīng)的完整VSG序阻抗模型，并從阻抗測(cè)量和并網(wǎng)交互兩個(gè)角度分析了頻率耦合效應(yīng)對(duì)VSG輸出阻抗特性的影響；合肥工業(yè)大學(xué)的金陵和蘇建徽等[6]在《基于變壓器雙電容模型的光伏全橋LLC變換器共模干擾建模分析》論文中，基于獨(dú)立電壓變量個(gè)數(shù)推導(dǎo)出適用于全橋LLC變換器共模干擾建模的變壓器雙電容模型，得到更為簡(jiǎn)潔易用的解析計(jì)算表達(dá)式。

在微網(wǎng)故障分析與控制方面，合肥工業(yè)大學(xué)的汪海寧和葉小凡等[7]在《含分布式光伏及儲(chǔ)能變流器的微網(wǎng)故障特征與保護(hù)》論文中,考慮變流器的低壓穿越特性，分析了含分布式光伏及儲(chǔ)能變流器的微網(wǎng)內(nèi)部不同位置發(fā)生故障時(shí)的電流特征，利用正序電流故障分量與母線正序電壓故障分量的相位差來判斷故障方向，并提出基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的集中式保護(hù)方案；中國電力科學(xué)研究院的冀婉玉和董瑋等[8]在《高滲透率光伏發(fā)電的直流微電網(wǎng)故障穿越控制策略研究》論文中引入基于非線性擾動(dòng)觀測(cè)的前饋項(xiàng)，設(shè)計(jì)了基于儲(chǔ)能單元改進(jìn)下垂控制的直流微電網(wǎng)故障穿越控制策略，該策略可以有效抑制直流母線電壓波動(dòng)，縮短電壓調(diào)節(jié)時(shí)間，使直流母線電壓保持在安全運(yùn)行范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)在直流支路短路故障下的故障穿越；北京建筑大學(xué)的薛慧杰和朱天璋等[9]在《直流微電網(wǎng)獨(dú)立與并網(wǎng)模式無縫切換控制策略》論文中根據(jù) SRF-PLL（Synchronous Reference Frame-Phase Locked Loop，同步參考坐標(biāo)系-鎖相環(huán)）檢測(cè)的交流電壓對(duì)DC/DC控制環(huán)路進(jìn)行調(diào)度，在不同的運(yùn)行狀態(tài)下啟動(dòng)不同的控制環(huán)路，調(diào)整儲(chǔ)能雙向DC/DC變換器的功率流向與控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)運(yùn)行模式的無縫切換。

在單元控制方面，華南理工大學(xué)的曾君和岑德海等[10]在《適用于微網(wǎng)并網(wǎng)控制技術(shù)的改進(jìn)型EPLL算法研究》論文中，針對(duì)單相微網(wǎng)變流器EPLL本身固有的缺陷，提出了一種改進(jìn)型的EPLL，即根據(jù)輸出電壓頻率和輸入電壓幅值之間的耦合關(guān)系，構(gòu)建誤差信號(hào)的成本函數(shù)，利用梯度下降法設(shè)計(jì)直流偏移量的估算環(huán)路，通過閉環(huán)負(fù)反饋回路消去輸入信號(hào)中的直流偏置；西安工程大學(xué)的劉毅力和李丁等[11]在《RoCoF下垂控制的直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)慣量特性分析》論文中，提出了一種基于LPF的RoCoF下垂控制策略，通過耦合RoCoF和母線電容電壓，使得在擾動(dòng)產(chǎn)生時(shí)快速釋放電容能量來補(bǔ)償系統(tǒng)不平衡功率，從而提高了頻率響應(yīng)速度。合肥工業(yè)大學(xué)的楊向真和陳曦等[12]在《基于動(dòng)態(tài)矩陣控制的雙有源橋DC-DC變換器電流應(yīng)力優(yōu)化策略》論文中,利用使電流應(yīng)力最小的優(yōu)化相移角與輸出電壓之間的關(guān)系，提出了一種將電壓動(dòng)態(tài)矩陣控制（DMC）算法與變換器電流應(yīng)力優(yōu)化方法相結(jié)合的控制算法,不僅減小了電流應(yīng)力，還大大改善了變換器的電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。

綜上，本專輯的論文從微網(wǎng)自適應(yīng)頻率與功率協(xié)調(diào)控制和微網(wǎng)變流器建模與穩(wěn)定性分析、微網(wǎng)故障分析與控制、微網(wǎng)變流器控制性能提升等方面提出了新思路和新方法。然而，微網(wǎng)要承擔(dān)起未來智能電網(wǎng)有機(jī)單元的功能，還有許多問題值得深入研究，需要電力電子與電力系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)＜覀円黄鹋Α?/p>

最后，衷心感謝上海大學(xué)的汪飛教授，合肥工業(yè)大學(xué)的蘇建徽教授、施永、杜燕、劉芳、汪海寧和楊向真等副教授，以及中國電力科學(xué)院有限公司董瑋高級(jí)工程師在本刊征稿中的貢獻(xiàn)，感謝專家學(xué)者和業(yè)界同行們對(duì)于本專輯在征文、投稿和評(píng)審工作的大力支持！