为智能电网接口的逆变器——不同分布式发电单元和电网需要的标准化馈电方式(2)

　　在ECS驱动馈电时，ECS决定了向电网传输的功率。如今，单台RESs逆变器典型地就在这种馈电方式下运行，并向电网注入全部可提供的功率。在电网驱动馈电时，不再是ECS，而是电网决定功率的传输。典型的，大多数常规大型电厂运行在这种方式下，同样，这种方式潜在的适合DERs和RESs系统，或者至少适合混合式电力系统（HPSs）。在ECS驱动馈电的情况下，逆变器控制方式被称作电网平行方式。第二种情况（电网驱动馈电）可以被两种不同的逆变器控制方式实现，分别是电网形成方式和电网支持方式。电网形成方式中逆变器的作用是建立和维持电网状态变量（频率和电压）。电网支持方式中逆变器被用于平衡功率。它可以传输预先设定数量的功率，这个数量可以根据电力系统的需要或者高级控制运行得到的参考值进行调整。应用这个控制方式的逆变器例子如图3至图5的左侧所示。此外，这些基本有功功率调控器潜在的对二次电网控制的相互联系可以被类似的阐释。

　　所有被介绍的控制方式都可以适应对称和不对称负载条件和逆变器硬件。对于这些基础的控制方式，正如前边介绍的，只有电网形成方式和电网支持方式才适用于被积极地应用到物理层面的控制整个电力系统。分布式发电单元在电网平行方式中不能被从电网侧控制。然而，除了充分的基础控制方式，发电单元控制一定要能够与[1]定义的超常规二次电网调控器进行交互作用。这个要求同样能够被所描述的基础控制方式所实现。由于这些控制结构是基于常规电力系统控制策略的，它们提供了与常规电力系统控制同样的二次调控接口（如图5所示）。因此，具备这些功能的DERs和RESs就可以像常规单元一样连接到电网控制中。电网中的二次有功调控器被要求将电网频率调节到正常值。它为电网形成和电网支持的控制结构提供了在关注点的有功功率偏移值。

　　4仿真研究

　　仿真是验证提出的控制策略的第一步，控制策略采用常规的电力系统控制策略。测试条件是：两个相互连接的电网，每个电网各包含一个电网形成方式的逆变器（GF1，GF2）和一个电网支持方式的逆变器（GS1，GS2），如图6所示。电网的额定频率和额定电压分别是frated=50Hz，VLL=400Vrms。

　　电网形成和电网支持方式的逆变器额定视在功率分别是Sr=125kVA，Sr=80kVA。两种逆变器的有功功率和无功功率设定值都分别是6kW和3.3kvar。仿真使用的电缆型号是NAYY4×50SE，Rl=0.772Ω/km，Xl=0.083Ω/km。为了比较不同的逆变器负载分配，所有控制器的下垂因数初始值设置相同。二次控制器被用来控制功率交换和能量平衡，同时维持正常频率。

　　如图6所示，有功和无功负载的初始条件两个电网设置相同，分别是16kW和7.3kvar。这使得全系统的功率额定值分别为32kW和14.6kvar。15s后，在电网1上加一个阶跃负载。有功功率增加到20.2kW，无功功率增加到7.37kvar。仿真结果有功功率、无功功率、频率、三相电压、三相电流如图7至图10所示。

　　图6两个微型电网，每一个包含一个电网形成方式逆变器和一个电网支持方式逆变器