目前的許多研究致力于為電力系統最優(yōu)化、負載分配、參數配置和電能儲存管理制定策略。由于最近對于“智能電網”和“虛擬電廠”的展望，研究的關注點的選擇通常依據經濟功效，受到市場的推動。但是，我們不能忘記，任何高級的電力系統運行技術必須以物理上穩(wěn)定和可靠運行的電力系統為基礎。為了滿足這種新型電力系統的要求，對電網的物理層面的控制必須重新調整加以改進。與此同時，分布式電源技術和高滲透性的可再生電源技術的持續(xù)發(fā)展趨勢也要求電網控制結構體系進行調整�，F代電力電子技術，通過提供一個高效的自動控制平臺可以為DERs和RESs構建一個強大的電網連接，如圖1所示。等價于常規(guī)電源，電網連接逆變器可以表現為基本的電網連接功能。只有當DERs和RESs可以從常規(guī)的大型集中式電源那里接管過物理調控任務時，它們才能在電力系統中獲得與常規(guī)電源平等的地位。只有當DERs和RESs在電力接入電網的過程中不止享受權利，同時也能承擔義務的時候，它們才能得到真正的自由。為了使逆變器能夠參與到活躍的電網控制中，充分的控制策略是必需的。然而，時至今日，控制理念的發(fā)展還是遠遠落后于需要。 

　　1.逆變器接入電網的要求 

　　今天，DERs和RESs所使用的逆變器仍然主要采用了被動控制技術。這意味著對電網接入功率的控制與通過一次能源產生電能的能量轉換系統密切相關。對電網側來說，它們相當于負的負載。它們將從ECS處獲得的全部功率注入電網。在這種方式下，電網側的電網控制整合，甚至于主動參與控制和穩(wěn)定電網狀態(tài)變量都是不可能的。 

　　最近的電力系統章程修訂也僅僅對異常的電網變化做出了預防性的反應。對高壓和中壓電網，UCTE操作手冊、國家電網編碼和國家電網連接章程等，定義了電網電源連接行為。對低壓網絡，規(guī)程細節(jié)至今還未定義和出版。對于高壓和中壓網絡，穩(wěn)態(tài)要求定義了發(fā)電單元必須減少它們的有功出力以應對頻率過高，或者按照電網調度要求呈階梯狀出力。據此，超過需求的有功功率會被拒絕上網。在正常運行條件下，發(fā)電單元還必須提供無功功率。動態(tài)行為的定義要求發(fā)電單元必須在電網故障的情況下保持與電網的連接并能夠提供短路電流。 

　　為了增加DERs和RESs在電網中的比例，規(guī)章制度還應該進行更深入的變革。分布式發(fā)電單元必須與集中式電源承擔同樣的基礎調控任務。只有這樣電網才能被激勵者運行在分布形式下。未來的電力系統不僅僅要求DERs和RESs承擔假定的預防性的措施和開環(huán)控制。這些電源必須執(zhí)行物理上的實際的電力系統調控。只有這樣，未來集中式電源才能被DERs和RESs取代或者補充。 

　　2.常規(guī)電力系統控制方法在逆變器系統中的采用 

　　新的DERs和RESs必須參與到現有的系統中并適應現有的結構和控制策略。因此逆變器必須適應現有的電網控制并且遵從基本原則，尤其是在相互連接的運行中�；�本的逆變器控制必須以傳統發(fā)電控制方式為基礎。 

　　當接入電網的構件是DERs或RESs時，常規(guī)的基礎控制方式可以被逆變器采用和執(zhí)行。向電網傳輸的功率可以被ECS或電網驅動。 

　　在ECS驅動饋電時，ECS決定了向電網傳輸的功率。如今，單臺RESs逆變器典型地就在這種饋電方式下運行，并向電網注入全部可提供的功率。在電網驅動饋電時，不再是ECS，而是電網決定功率的傳輸。典型的，大多數常規(guī)大型電廠運行在這種方式下，同樣，這種方式潛在的適合DERs和RESs系統，或者至少適合混合式電力系統。在ECS驅動饋電的情況下，逆變器控制方式被稱作電網平行方式。第二種情況可以被兩種不同的逆變器控制方式實現，分別是電網形成方式和電網支持方式。電網形成方式中逆變器的作用是建立和維持電網狀態(tài)變量。電網支持方式中逆變器被用于平衡功率。它可以傳輸預先設定數量的功率，這個數量可以根據電力系統的需要或者高級控制運行得到的參考值進行調整。應用這個控制方式的逆變器例子如圖3至圖5的左側所示。此外，這些基本有功功率調控器潛在的對二次電網控制的相互聯系可以被類似的闡釋。 

　　所有被介紹的控制方式都可以適應對稱和不對稱負載條件和逆變器硬件。對于這些基礎的控制方式，正如前邊介紹的，只有電網形成方式和電網支持方式才適用于被積極地應用到物理層面的控制整個電力系統。分布式發(fā)電單元在電網平行方式中不能被從電網側控制。然而，除了充分的基礎控制方式，發(fā)電單元控制一定要能夠與定義的超常規(guī)二次電網調控器進行交互作用。這個要求同樣能夠被所描述的基礎控制方式所實現。由于這些控制結構是基于常規(guī)電力系統控制策略的，它們提供了與常規(guī)電力系統控制同樣的二次調控接口（如圖5所示）。因此，具備這些功能的DERs和RESs就可以像常規(guī)單元一樣連接到電網控制中。電網中的二次有功調控器被要求將電網頻率調節(jié)到正常值。它為電網形成和電網支持的控制結構提供了在關注點的有功功率偏移值。 

[$page]　　3.仿真研究 

　　仿真是驗證提出的控制策略的第一步，控制策略采用常規(guī)的電力系統控制策略。測試條件是：兩個相互連接的電網，每個電網各包含一個電網形成方式的逆變器和一個電網支持方式的逆變器，如圖6所示。電網的額定頻率和額定電壓分別是frated=50Hz，VLL=400Vrms。 

　　電網形成和電網支持方式的逆變器額定視在功率分別是Sr=125kVA，Sr=80kVA。兩種逆變器的有功功率和無功功率設定值都分別是6kW和3.3kvar。仿真使用的電纜型號是NAYY4×50SE，Rl=0.772Ω/km，Xl=0.083Ω/km。為了比較不同的逆變器負載分配，所有控制器的下垂因數初始值設置相同。二次控制器被用來控制功率交換和能量平衡，同時維持正常頻率。 

　　有功和無功負載的初始條件兩個電網設置相同，分別是16kW和7.3kvar。這使得全系統的功率額定值分別為32kW和14.6kvar。15s后，在電網1上加一個階躍負載。有功功率增加20.2kW，無功功率增加到7.37kvar。 

　　一段時間后，二次控制器控制逆變器動作，第一個電網上的階躍負