微电网无缝切换策略：从并网到孤岛的平滑过渡
发布时间：
2025-11-20
1.电压源与电流源的差异
电压源的内阻被设定为零，其输出电压保持恒定且不变。电压的方向和大小则由电压源与外电路共同作用来决定。但需注意，电压源短路是不被允许的，因为它可能导致严重的电气故障。此外，电压源通常不能直接与电网并联使用，例如柴油机就不能直接接入电网。然而，水电站和火电站这类电压源，可以通过精确的控制信号进行同步并网，这并不属于直接并联的范畴。
相较之下，电流源的内阻被设定为无穷大。其输出电流主要受设备内部算法的控制。外电路（即电网）决定了电压和频率。电流源的特性要求其不能开路（也就是电网不能出现故障）。此外，电流源是可以并联使用的，例如组串逆变器就可以进行大规模的并联操作。
图1 电压源逆变器与电流源逆变器的对比
在电力电子领域，电压源逆变器与电流源逆变器是两种常见的配置。它们的差异主要体现在控制策略和适用场合上。电压源逆变器以电压为控制对象，通过调节输出电压来控制电流，其输出电压通常保持恒定。而电流源逆变器则以电流为控制核心，通过内部算法来控制输出电流，外电路的电压和频率由电网决定。这两种逆变器各有其独特的应用场景和优势，共同构成了电力电子领域的重要基石。
2. 无缝切换策略
在电力系统中，无缝切换是指从一种运行模式平滑地过渡到另一种运行模式，确保电力供应的连续性。对于双向逆变器而言，这涉及到并网运行与孤岛运行之间的切换。
并网运行，即P-Q运行模式，是双向逆变器与电网同步运行的状态。在此模式下，电网提供稳定的电压和频率支撑，而逆变器则根据电网需求调节输出功率。此时，负荷波动和扰动主要由大电网承担，分布式电源只需关注功率输出，即PQ控制。
然而，当大电网发生故障时，为了保证微网系统中的关键负荷不受影响，微电网需要独立运行。这时，孤岛运行策略，即V-F控制模式被激活。双向逆变器在独立运行时，类似于一个电压源，为微网系统提供必要的电压和频率支持。
图2展示了无缝切换的流程。在两种模式转换时，微电网的电压保持基本稳定，没有显著突变，从而确保了负荷无法感知到电压变化，保证了如计算机等敏感负荷的正常运行。在模式转换过程中，分布式电源的电压幅值、频率和相位与大电网保持高度一致，网内电压无明显波动，电流冲击也控制在较小范围内。此外，无缝切换技术还要求在并网运行转为孤岛运行后，分布式电源能够满足网内负荷的电能需求，且负载在模式切换过程中感受不到明显的电压变化。同样，在微电网由孤岛运行切换为并网模式时，网内电压也需保持稳定，分布式电源在并网时刻不会因同功角问题而脱网。
近年来，随着用户负荷对电能质量要求的不断提高，国家电网对此给予了高度重视。在电能质量方面，电压暂降是对负荷影响最大的因素。根据IEEE的定义，电压暂降是指工频条件下电压均方根值持续跌落到0.1~0.9倍额定电压之间，并持续10ms以上的电压闪变现象。当电网电压波动超过±8%时，微电网需及时从并网切换至孤岛模式。同时，无缝切换技术还面临着时间上的要求，通常要求PCS在10ms内完成并网模式到离网模式的转换。
2025-12-01
虚拟电厂是运用数字化、智能化等先进技术，聚合分布式电源和可调节负荷等，协同参与系统运行和市场交易的电力运行组织模式。智能微电网是以新能源为主要电源、具备一定智能调节和自平衡能力、可独立运行也可与大电网联网运行的小型发配用电系统。配电环节具备相应特征的源网荷储一体化项目可视作智能微电网。
2025-11-26
国务院新闻力公室8日发布《碳达峰碳中和的中国行动》百皮书。白皮书除前言、结束语外分为六个部分，分别是坚定不移推进碳达峰碳中和、能源绿色低碳转型取得显著成效、重点领域低碳发展深入推进、重点降碳路径全面落地见效、支撑保障体系不断夯实、为全球气候治理注入强大动力。
2025-11-20
电压源内阻为零，输出恒定电压但禁止短路；电流源内阻无穷大，输出恒定电流却不可开路。双向逆变器无缝切换技术确保微电网在并网与孤岛模式间平滑过渡，10ms内完成切换，电压波动小于±8%，让敏感负荷感知不到任何变化。
2025-11-20
在面临外部电网故障或计划性孤岛命令时，微电网需要稳定、安全地切换至独立运行模式，以保障重要负荷的不间断供电。这种切换需求催生了“有缝”与“无缝”两种并网转离网切换方式，它们各自具备不同的优缺点，具体选择需结合实际应用和系统设计。
2025-11-12
“十四五”以来，在“双碳”战略目标引领下，我国新能源行业实现跨越式发展，新能源装机规模历史性超过火电，迈入发展新阶段。与此同时，随着新能源规模越来越大、电量占比越来越高，系统消纳压力持续加大，国土空间等要素保障难度日益增加，迫切需要转变新能源开发、建设和运行模式，实现集成融合发展。现就促进新能源集成融合发展，提出如下意见。
2025-11-12
在储能行业蓬勃发展的浪潮中，国内外市场需求呈现出同步爆发的强劲态势，宛如两台强大的引擎，共同驱动着储能产业的高速增长。国内市场，呈现出 “政策 + 市场” 双轮驱动的显著特征。海外市场，能源转型刚需与电网稳定性需求激增成为储能市场发展的强大推动力。
