本书共五章，内容包括：微电网变流器控制、微电网变流器的性能分析与改善、微电网的谐波分析与抑制、微电网的稳定性分析等。

本书重点关注微电网应用中广泛关注的几种关键技术，对其进行理论分析与探讨。以分布式发电系统的快速发展为切入点，介绍了微电网技术的产生背景与发展现状，总结了微电网系统的主要分类形式与控制方式，同时探讨了影响微电网技术发展的关键研究方向。以微电网系统的电能质量改善为切入点，分析了微电网中谐波的产生机理 。以微电网系统的稳定性提升为切入点，以特定微电网系统结构为例，对微电网系统的静态与暂态稳定性分析方法进行了讨论。

马添翼，吉林松原人，工学博士。□008 年博士毕业于北京交通大学，□008年至□010 年于清华大学精密仪器系从事博士后工作，现为北京印刷学院讲师。主要从事微电网智能控制、微电网建模及微电网谐波治理相关研究。已在国内外发表学术论文30 余篇，其中10 余篇为EI 检索。主持、参加并完成多项国家及北京市项目。

第


第一 章　绪论 ....................................................................................................... 001


1.1　可再生能源的发展现状 .......................................................................... 001


1.1.1　水能 ............................................................................................. 002


1.1.2　生物质能 ..................................................................................... 003


1.1.3　风能 ............................................................................................. 004


1.1.4　太阳能 ......................................................................................... 005


1.1.5　地热能 ......................................................................................... 006


1.1.6　海洋能 ......................................................................................... 007


1.2 分布式发电技术 ...................................................................................... 008


1.2.1　分布式发电的特点 ..................................................................... 009


1.2.2　分布式发电的经济性与环保效益 ............................................. 010


1.3　改善分布式发电性能的控制方法 .......................................................... 012


1.3.1　主动配电网控制技术 ................................................................. 012


1.3.2　微电网控制技术 ......................................................................... 014


1.4　微电网的分类与控制 .............................................................................. 018


1.4.1　微电网的分类 ............................................................................. 018


1.4.2　微电网系统的控制 ..................................................................... 021


1.5　微电网关键技术 ...................................................................................... 026


1.5.1　微电网的规划设计与经济运行 ................................................. 026


1.5.2　微电网的运行控制 ..................................................................... 027


1.5.3　微电网的分布式电源控制 ......................................................... 029


1.5.4　微电网的孤岛运行技术 ............................................................. 031


1.5.5　微电网的稳定性分析 ................................................................. 033


1.5.6　微电网的电能质量 ..................................................................... 034


1.5.7　微电网的故障检测与接入标准 ................................................. 035


第2 章 微电网2流器控制 ......................................................................... 047


2.1　微电网2流器控制分类 .......................................................................... 047


2.1.1　功率控制型微电网2流器 ......................................................... 048


2.1.2　频率、电压控制型微电网2流器 ............................................. 049


2.2　微电网2流器的PQ 控制策略 ............................................................... 052


2.2.1　PQ 控制的基本工作原理 ........................................................... 053


2.2.2　PQ 控制的实现 ........................................................................... 056


2.3　微电网2流器的下垂控制策略 .............................................................. 060


2.3.1　下垂控制原理 ............................................................................. 060


2.3.2　基于三环解耦的下垂控制实现 ................................................. 063


2.4　线路阻抗特性对微电网2流器功率控制的影响 .................................. 066


2.5　微电网2流器的虚拟阻抗控制 .............................................................. 069


2.5.1　微电网2流器的虚拟阻抗控制 ................................................. 069


2.5.2　虚拟阻抗实现功率解耦控制的机理分析 ................................. 073


2.5.3　虚拟阻抗设计原则 ..................................................................... 075


2.5.4　虚拟阻抗对系统输出电压的影响 ............................................. 077


2.5.5　虚拟阻抗对系统稳定性的影响 ................................................. 079


2.5.6　仿真与实验研究 ......................................................................... 083


2.6　本章小结 .................................................................................................. 089


第3 章　微电网2流器的性能分析与改善 ............................................ 092


3.1　微电网2流器的并网性能分析 .............................................................. 092


3.1.1　并网2流器的数学模型 ............................................................. 093


3.1.2　并网2流器的解耦性能分析 ..................................................... 096


3.1.3　微电网2流器的抗扰性能分析 ................................................. 099


3.2　微电网2流器并网性能分析实例 .......................................................... 103


3.2.1　解耦性能分析实例 ..................................................................... 103


3.2.2　抗扰性能分析实例 ..................................................................... 107


3.3　 基于线路压降补偿的微电网2流器无功负荷分担策略 .................... 110


3.3.1　线路阻抗对微电网2流器无功分担性能的影响 ..................... 110


3.3.2　基于电压补偿的微电网2流器无功分担方法 ......................... 112


3.3.3　实验研究 ..................................................................................... 116


3.4　 基于虚拟阻抗控制的微电网2流器不平衡负荷分担性能改善 .......... 118


3.4.1　孤岛模式下微电网2流器的不平衡负荷分担 ......................... 119


3.4.2　孤岛模式下微电网2流器的非线性负荷分担 ......................... 121


3.4.3　孤岛模式下微电网2流器的不平衡负荷分担方法 ................. 123


3.4.4　孤岛模式下微电网2流器的非线性负荷分担方法 ................. 128


3.4.5　基于虚拟阻抗的微电网2流器负荷分担改善实现 ................. 129


3.4.6　仿真与实验研究 ......................................................................... 133


3.4.7　本章小结 ..................................................................................... 140


第4 章　微电网的谐波分析与抑制 ........................................................... 142


4.1　微电网2流器的谐波特性分析与建模 .................................................. 142


4.1.1　微电网2流器的高次谐波分析 ................................................. 143


4.1.2　微电网2流器的低次谐波分析 ................................................. 148


4.2　微电网系统的谐波特性分析与建模 ...................................................... 151


4.2.1　单台主动配电网2流器接入条件下的谐波分布 ..................... 151


4.2.2　多台微电网2流器接入条件下的谐波分布 ............................. 153


4.2.3　仿真与实验研究 ......................................................................... 158


4.3　微电网的谐波检测技术 .......................................................................... 168


4.3.1　微电网的常用谐波检测方法 ..................................................... 168


4.3.2　基于多旋转坐标2换的谐波检测方法 ..................................... 170


4.3.3　仿真与实验研究 ......................................................................... 179


4.4　微电网2流器的谐波抑制策略 .............................................................. 182


4.4.1　PQ 控制微电网2流器的谐波抑制 ........................................... 182


4.4.2　下垂控制微电网2流器的谐波抑制 ......................................... 187


4.4.3　实验研究 ..................................................................................... 192


4.5　基于二次控制微电网谐波抑制 .............................................................. 195


4.5.1　线路阻抗对PCC 不平衡电压的影响分析 ............................... 195


4.5.2　抑制PCC 不平衡电压控制方法的实现 ................................... 198


4.5.3　实验研究 ..................................................................................... 203


4.6　本章小结 .................................................................................................. 205


5


第5 章　微电网的稳定性分析 .................................................................... 208


5.1　小信号稳定性分析概述 .......................................................................... 209


5.1.1　小信号稳定性分析过程的建模 ................................................. 209


5.1.2　小信号稳定性分析的稳定性判定 ............................................. 213


5.2　微电网系统的小信号建模与分析 .......................................................... 215


5.2.1　集中式负荷系统的小信号建模 ................................................. 215


5.2.2　分布式负荷系统的小信号模型 ................................................. 225


5.2.3　仿真研究 ..................................................................................... 234


5.3　微电网系统暂态的稳定性分析 .............................................................. 242


5.3.1　微电网2流器对暂态稳定性的影响分析 ................................. 243


5.3.2　动态负荷对微电网系统暂态稳定性的影响 ............................. 245


5.3.3　仿真分析 ..................................................................................... 247


5.4　本章小结 .................................................................................................. 261


附录 ............................................................................................................................ 264