摘要：如今，迫于环境污染、能源短缺等压力，各个国家地区均大力发展新能源发电，这直接促进了智能电网的建设。随着光伏发电系统、电动汽车充电桩等不同类型、容量的直流源及直流负载接入配电网中，由传统交流微电网发展出的混合微电网极具应用前景，是未来智能微电网的发展方向。
关键词：混合微电网；谐波抑制器；控制策略
引言
在微电网系统中，风、光等分布式能源存在着随机与不可控性，因此，为了保证微电网中的储能负荷和用电量匹配，储能装置也必须进行合理的配置。这样能在改善系统稳定性的同时提高系统中电能的供需平衡度。但因为各种储能单元价格有差异且储能效果不同，在选择储能装置的时候，应在保证储能容量的最优配置下，获得最高的经济效益。混合储能系统不仅能有效解决微电网中自调节能力差、体积小、电压骤降或跌落等问题，而且能提高用电可靠性。
1混合储能系统简介
(1)混合存储系统:由于能源需求和一次性发电，在平均能耗下存在一定程度的波动性，需要两个组件之间的有效连接才能充分发挥各自的优势。控制理论能量分布可以降低混合系统的成本。传统算法的使用限制了性能负载的加载状态，从而满足平滑目标的软依赖关系，实现了最优的混合方差配置。生成的仿真结果表明，能量优化分布方法可以充分利用这两种介质的优势，减少能量负载，并使用算法进行计算以优化收敛性。(2)能量单位:通过实验，根据锂离子电池和锂离子电池的超容量，其各自的存储单元可能出现软能量波动。由此产生的结果是一个均匀的短期可用的储能。但是，在一般的性能波动方面存在一定的缺陷，虽然允许状态均匀，但性能微小波动的优势可能带来优势，但在较大的波动情况下很难适应。
2微电网系统结构
本文研究的微电网系统为并网型光储交直流混合微电网系统，包含1套磷酸铁锂储能系统、1套铅酸蓄电池储能系统及若干光伏系统，储能和光伏系统通过各自DC/DC变流器接入750V直流母线，直流母线通过DC/AC变流器接入380V交流母线，实现交直流系统功率交换，整个系统通过公共连接点（pointofcommoncoupling，PCC）接入配电网。微电网控制架构分为3层，包括能量管理系统、微电网中央控制器（microgridcentralcontroller，MGCC）及就地控制装置。能量管理系统具备全站信息展示、接收调度控制指令等功能；微电网中央控制器作为微电网的核心大脑，直接采集380V并网开关的位置及电压电流模拟量信息；就地控制装置包括光伏逆变器及储能变流器。本文所述联络线功率为380V并网开关处有功功率的计算值。MGCC与上层能量管理系统及下层电力电子设备组网进行通信，接收控制指令、采集光伏及储能各种状态信息及下发控制命令给就地控制装置。DC/AC变流器及锂电池DC/DC变流器与微电网中央控制器采用GOOSE通信，用于毫秒级快速功率控制及模式切换控制，铅酸DC/DC变流器及其他光伏DC/DC变流器与微电网中央控制器采用Modbus通信进行控制，执行秒级辅助控制。整个微电网系统结构如图1所示。
3虚拟谐波抑制器系统结构
（1）互联接口变换器：互联接口变换器是实现交直流微电网交直流侧互联的关键装置，其主要功能是实现交直流侧的双向功率流动，在其中一侧功率缺额或过剩时，由另一侧实现补偿或消纳的功能。互联接口变换器实现功率交换有其单独的控制策略，也是当前关于交直流微电网的研究热点问题之一。（2）虚拟联合谐波抑制器：考虑到互联接口变换器的基础拓扑结构为三相桥式电路，与有源滤波器拓扑结构类似。出于经济性和适用性的考量，可以将交流侧APF的控制策略用于互联接口变换器拓扑，产生补偿电流，对交流侧谐波进行补偿。在其补偿容量范围内，最大限度的减少其他并联有源电力滤波器的接入，对于降低元器件成本，减少因过多电力电子装置接入所造成谐波污染有重大意义。
同时考虑到交直流混合微网的特性，以及有源电力滤波器的直流侧电压控制问题，可以把有源电力滤波器直流侧电压稳定问题融入直流侧母线电压纹波问题，结合直流有源滤波器，实现直流母线电压二次调节。
4微网运行控制的几个关键
4.1控制策略需要与系统规划耦合设计
良好的控制与规划策略对微网的稳定性与经济性起着重要的作用。与传统电网相比，微网在控制和规划过程中有较大的难度。一方面，微网中存在着风能、光能、热能、电能等多种能源形式，负荷也分为冷、热、电、气负荷。这使得微网在规划和控制过程中需要考虑多种能源和负荷的建模过程，调度过程中需要考虑多个优化目标，控制过程中也需要考虑多源之间的相互作用，以及负荷与源的协调性。另一方面，微网存在着并网和孤岛两种模式，两种模式下的规划和控制方式也不尽相同。
4.2虚拟联合谐波抑制器控制策略
互联接口变换器直流侧电压波动的原因为不稳定的直流负载、不平衡的发电单元、交流侧谐波及虚拟谐波抑制器自身功率器件的功率消耗在直流侧所造成的功率波动。直流侧电压纹波主要包含六倍频和二倍频，六倍频纹波由交流侧谐波经互联接口变换器H桥耦合产生，二倍频纹波由直流子网中三相不平衡功率分量经变换器产生。结合DC-APF和AC-APF的控制策略，在补偿交流子网谐波工况下，将电压控制环路用于其共用的直流母线侧电容，调节交直流侧功率流动，实现对直流侧电压小扰动工况下的快速准确电压调节，在直流侧纹波过大工况下，启动DC-APF，再次滤除直流母线纹波，实现交直流子网谐波的联合抑制。
4.3储能元件的优化
如果是在极端天气或是发生故障的时候，原件保护开关的重要性就充分体现了出来，为了避免储能原件的过放或是过充，就需要从电网断开储能元件soc。而传统的保护开关功能只能闭合或是断开，而断开开关之后就需要有独立的充放电路。只有恢复储能元件soc正常水平之后才能接入电网。但是，这种流程不但有非常高的成本，而且过程非常繁琐。笔者就通过改造保护电路的方式，实现工作状态的多元化，从而减少成本，避免原件独立放电，从而降低成本。
4.4交流子网滤波及直流母线纹波一次调节
互联接口变换器的基本功能是实现交直流子网间的功率双向流动，结合本文中虚拟联合谐波抑制器的概念，互联接口变换器兼顾交流子网的谐波补偿以及直流母线纹波的抑制。
结束语
总而言之，随着全球化的深化，人们对于能源及环保方面的问题越来越重视，现阶段，各个国家也逐渐加大了对能源方面的投入力度，希望可以通过开发新的可再生能源，解决目前紧张的能源危机，在近些年也取得了非常显著的成果。本文就通过分析研究光储微电网混合系统控制方法，选择最为合适的额定容量和额定功率的配置，使微电网得以有序安全的运行。
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