CN109599902B - 微电网的同期预同步及检同期合闸的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种微电网的同期预同步及检同期合闸的控制方法和装置。所述控制方法包括：通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值；通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值；通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步。

Description

微电网的同期预同步及检同期合闸的控制方法和装置

技术领域

本发明总体说来涉及微电网技术领域，更具体地讲，涉及一种微电网的同期预同步的控制方法及装置、微电网的检同期合闸的控制方法及装置。

背景技术

目前，交流微电网的发电设备接口类型主要包括电力电子接口类型和同步发电机接口类型。其中，电力电子接口主要指直流/交流(DC/AC)变流器，

由于DC/AC变流器本身的控制策略灵活、响应迅速，因此，现有技术中通过DC/AC变流器本身的锁相闭环控制来进行电力电子接口类型的微电网的同期预同步的控制，但这一同期预同步的控制方式仅适用于仅具有单台变流器或一主多从模式的微电网。当微电网中有多个分布式电源(distributed generation，DG)并联运行时，多采用对等控制策略。所谓对等控制即各DG之间是“平等”的，不存在从属关系，所有DG以预先设定的控制模式参与有功和无功的调节。对于多个对等分布式电源并联运行的微电网，使用该同期预同步的控制方式对通信实时性和系统响应速度有较高的要求，技术上较难实现。

同步发电机类型的电源(例如，柴油发电机、燃气轮机)由于发电机自身具备一定的旋转惯量和阻尼，稳定运行中频率电压不会发生突变，因此其并网可以利用检同期装置实现，即通过检测电源侧电压与电网侧电压的幅值、频率、相角达到并网允许的范围合闸实现并网，这种方法广泛用于传统保护装置检同期重合闸功能中。而这一检同期重合闸方式应用于电力电子设备渗透率较高的微电网自动重合闸，可能造成较大的冲击电流，存在较大的重合闸并网失败风险。

此外，一方面，微电网的电压由负载波动和/或分布式电源的出力决定，而分布式电源通常包括风力发电机组或光伏发电机组，其出力往往不稳定，随着环境的变化而变化，使得微电网的电压幅值频率波动频繁；另一方面，微电网的容量较小、系统惯性较小、系统稳定性较弱，基于下垂控制单个或多个并联运行的主电源电压频率容易出现频繁波动，这些因素使得现有的同期预同步的控制方式的同步效果较差。

发明内容

本发明的示例性实施例在于提供一种微电网的同期预同步及检同期合闸的控制方法和装置，以解决现有技术存在的同期预同步的效果较差的问题。

根据本发明的示例性实施例，提供一种微电网的同期预同步的控制方法，所述微电网包括为母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC变流器；其中，所述控制方法包括：幅值跟踪步骤，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值；频率跟踪步骤，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值；相位跟踪步骤，当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步，其中，所述跟踪侧为微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧。

可选地，所述微电网还包括跟随电源；其中，所述支撑电源包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源包括光伏发电机组或者风力发电机组；其中，所述控制方法还包括：使得所述跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

可选地，所述支撑电源包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器；其中，所述主支撑电源包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

可选地，所述幅值跟踪步骤包括：基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值；当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回执行所述确定幅值参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值。

可选地，基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值的步骤包括：基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

可选地，所述频率跟踪步骤包括：基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出频率的频率参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率。

可选地，基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值的步骤包括：基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

可选地，在所述相位跟踪步骤中，基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出相位的频率参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

可选地，基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值的步骤包括：当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和；当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差，其中，最优频率参考值为在所述频率跟踪步骤中跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

可选地，所述频率调节步长小于第二预设阈值且大于零，并且，所述频率调节步长基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种微电网的检同期合闸的控制方法，所述控制方法包括：通过执行如上所述的微电网的同期预同步的控制方法的步骤而实现跟踪侧与基准侧的电压同步，其中，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧；当跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，控制所述断路器合闸或重合闸。

可选地，当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧为电网侧；当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧为待并联的其它微电网侧。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种微电网的同期预同步的控制装置，所述微电网包括为母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC变流器；其中，所述控制装置包括：幅值跟踪单元，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值；频率跟踪单元，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值；相位跟踪单元，当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步，其中，所述跟踪侧为微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧。

可选地，所述微电网还包括跟随电源；其中，所述支撑电源包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源包括光伏发电机组或者风力发电机组；其中，所述控制装置还包括：跟随电源同步单元，使得所述跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

可选地，所述支撑电源包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器；其中，所述主支撑电源包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

可选地，幅值跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回执行所述确定幅值参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值。

可选地，幅值跟踪单元基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

可选地，频率跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出频率的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率。

可选地，频率跟踪单元基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

可选地，相位跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出相位的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

可选地，相位跟踪单元当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和；当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差，其中，最优频率参考值为频率跟踪单元确定的跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

可选地，所述频率调节步长小于第二预设阈值且大于零，并且，所述频率调节步长基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种微电网的检同期合闸的控制装置，所述控制装置包括：如上所述的微电网的同期预同步的控制装置，其中，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧；合闸控制单元，当跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，控制所述断路器合闸或重合闸。

可选地，当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧为电网侧；当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧为待并联的其它微电网侧。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的微电网的同期预同步的控制方法或如上所述的微电网的检同期合闸的控制方法。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种控制装置，所述控制装置包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的微电网的同期预同步的控制方法或如上所述的微电网的检同期合闸的控制方法。

根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步及检同期合闸的控制方法和装置具有以下优点：(1)对通信实时性依赖度较低；(2)分阶段调节(即，幅值调节阶段、频率调节阶段、相位调节阶段)，能够有效避免各调节阶段相互影响，既提高了控制的可靠性，也易于提高控制的精度；(3)在同期预同步的控制过程中，能够针对微电网侧的电压幅值/频率/相位突变或波动进行自动调整以实现对基准侧的完全跟踪，从而有效防止同期预同步的控制过程中，由于微电网侧的电压突变或波动造成电压同步失败的情况；(4)能够有效减小合闸瞬间的冲击电流，实现微电网的平滑并网或与其它微电网的平滑并行，从而减小合闸对微电网的发电设备的安全运行造成的影响；(5)多电源多微电网系统整体并网/并列自动重合闸方案，使得含多分布式电源的微电网启动不必逐个电源依次并网，提高了负荷供电的可靠性和新能源的利用率，使得微电网真正实现即插即用；(6)提供电压频率寻优算法，具备跟踪基准侧电压变化的能力，降低对通信实时性的依赖，只以电压幅值、频率为控制参量实现预同步控制；(7)采用直接频率控制相位跟踪技术，针对下垂控制特点定制的相位跟踪控制方法，其响应迅速可实现高精度控制，避免了锁相环闭环控制；(8)在同期预同步过程中只需要控制以下垂控制策略或者恒压恒频控制策略运行方式下的主支撑电源(例如，储能电池的DC/AC变流器、交直流混合微电网里连接直流和交流的逆变器)即可控制整个微电网系统(包括风机、光伏)的电压和频率，达到了同期效果；(9)同期预同步过程分段循环控制流程，将同期预同步控制阶段化，首先调整电压频率实现对控制目标的平滑控制后再精确控制相位跟踪，减少控制过程中参量突变，系统循环控制有助于提高控制精度和实时响应基准侧电压的变化，避免合闸过程中大电流冲击。

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。

附图说明

通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的幅值跟踪步骤的流程图；

图3示出根据本发明示例性实施例的频率跟踪步骤的流程图；

图4示出根据本发明示例性实施例的相位跟踪步骤的流程图；

图5示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的框图；

图6示出根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法的流程图；

图7示出根据本发明示例性实施例的多微电网的系统的检同期合闸的示例；

图8示出根据本发明的另一示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法的流程图；

图9示出通过现有的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸电流的波形；

图10示出通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸电流的波形；

图11示出通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸电压的波形；

图12示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置的框图；

图13示出根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制装置的框图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的流程图。这里，所述微电网包括为所述微电网的母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC(直流/交流)变流器。所述主支撑电源的交流侧可接入电网或连接到其它微电网。

作为示例，所述支撑电源可包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

作为示例，所述主支撑电源可包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

作为示例，所述微电网还可包括跟随电源；其中，所述支撑电源可包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源可包括光伏发电机组或者风力发电机组。

需要说明的是，主支撑电源不包含风力发电机组和光伏发电机组。由于风机和光伏的网侧逆变器的电压频率控制是一种跟随控制方式(PQ源)，会随着支撑电源或者是电网的变化而变化，它们没有电压控制的环节，无法实现电压频率支撑，只能跟随。本发明在同期预同步过程中只需要控制以下垂控制策略或者恒压恒频控制策略运行方式下的主支撑电源(储能电池的DC/AC变流器、交直流混合微电网里连接直流和交流的逆变器)，就控制了整个微电网系统(包括风机、光伏)的电压和频率，达到了同期效果。

参照图1，在步骤S10，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压幅值同步。即，以循环迭代调节跟踪侧的电压幅值的方式，使跟踪侧实时跟踪电网侧的电压幅值。

这里，所述跟踪侧为该微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧。

在步骤S20，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的频率同步。即，以循环迭代调节跟踪侧的频率的方式，使跟踪侧实时跟踪电网侧的频率。

应该理解，本发明不对步骤S10和步骤S20的执行顺序进行限制，步骤S10和步骤S20可同时执行；或者，可先执行步骤S10，然后再执行步骤S20；或者，可先执行步骤S20，然后再执行步骤S10。

在步骤S30，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长是否达到第一预设时长。即，在通过步骤S10和步骤S20使得跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值、频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值之后开始计时，确定持续处于电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的时长是否达到第一预设时长。

当在步骤S30确定所述持续时长达到第一预设时长时，执行步骤S40，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的相位同步，从而实现跟踪侧与基准侧的电压同步(即，电压幅值、频率及相位均同步)。即，在跟踪侧与基准侧的电压幅值和频率保持稳定同步之后，以循环迭代调节跟踪侧的相位的方式，使跟踪侧实时跟踪电网侧的相位。

此外，作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法还可包括：当由于跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值大于第一预设阈值和/或跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值大于第二预设阈值，使得所述持续时长未达到第一预设时长时，如果是由于跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值大于第一预设阈值导致所述持续时长未达到第一预设时长，则返回执行步骤S10；如果是由于跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值大于第二预设阈值导致所述持续时长未达到第一预设时长，则返回执行步骤S20。

作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法还可包括：当由于对跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续状态进行计时的时长还未达到第一预设时长时，则继续对所述持续状态进行计时并返回执行步骤S30判断所述计时时长(即，所述持续时长)是否达到第一预设时长。换言之，在对所述持续状态进行计时的过程中，周期性地判断计时时长是否已达到第一预设时长。

由于微电网自身控制策略(例如，虚拟阻抗、计算误差等)的原因，仅对微电网的电压幅值/频率/相位进行一次调节可能会使得目标值与调节后的实际值之间存在一定的偏差；微电网的电压由负载波动和/或分布式电源的出力决定，而分布式电源的出力往往不稳定，随着环境的变化而变化，使得微电网的电压幅值频率波动频繁；微电网的容量较小、系统惯性较小、系统稳定性较弱。本发明考虑到上述因素不会影响到对微电网的电压幅值、频率和相位的控制趋势，提出了迭代调节微电网侧的电压幅值、频率和相位，使微电网侧的电压幅值、频率和相位随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值、频率和相位，从而提高微电网的同期预同步的效果。

作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法还可包括：使得所述微电网的跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

图2示出根据本发明示例性实施例的电压跟踪步骤S10的流程图。

参照图2，在步骤S101，基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值。即，通过迭代设置作为跟踪侧主支撑电源的调节目标的幅值参考值，来使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值。

这里，应该理解，跟踪侧当前的电压幅值是由于跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值而产生的。也即，跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值之后跟踪侧的实际电压幅值，以及跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，用于生成跟踪侧主支撑电源下一次调节输出电压幅值的幅值参考值。

应该理解，所述微电网可包括至少一个主支撑电源。作为示例，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值的步骤可包括：向所述至少一个主支撑电源发送电压幅值控制指令，以控制所述至少一个主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值。这里，所述电压幅值控制指令用于通知所述至少一个主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值。

作为示例，可基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

作为示例，跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力可以是所述微电网的主支撑电源的控制器响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，例如，如果所述控制器是比例积分(PI)控制器，则所述能力可通过所述控制器响应幅值参考值调节输出电压幅值的响应时间和稳定性来体现。例如，可基于所述控制器响应幅值参考值调节输出电压幅值的比例系数和积分时间常数计算出幅值调整系数，然后，基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及计算出的幅值调整系数，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。此外，幅值调整系数的取值还可根据实际工程情况进行调整。

应该理解，当所述微电网包括多个主支撑电源时，需要综合每个主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力来确定跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力。

在步骤S102，当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回继续执行步骤S101；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，换言之，当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，完成步骤S10，否则将循环执行步骤S101和步骤S102。

作为示例，可当本次输出电压幅值调节的时长达到第一调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节。作为示例，可当从向所述微电网的主支撑电源发送电压幅值控制指令开始计时并达到第一调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节。

作为示例，所述第一调节时间步长可基于跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力被确定。

图3示出根据本发明示例性实施例的频率跟踪步骤S20的流程图。

参照图3，在步骤S201，基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率。即，通过迭代设置作为跟踪侧主支撑电源的调节目标的频率参考值，来使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率。

应该理解，所述微电网可包括至少一个主支撑电源。作为示例，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率的步骤可包括：向所述至少一个主支撑电源发送频率控制指令，以控制所述至少一个主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率。这里，所述频率控制指令用于通知所述至少一个主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率。

作为示例，可基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

作为示例，跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力可以是所述微电网的主支撑电源的控制器响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，例如，如果所述控制器是比例积分

(PI)控制器，则所述能力可通过所述控制器响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的响应时间和稳定性来体现。例如，可基于所述控制器响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的比例系数和积分时间常数计算出频率调整系数，然后，基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及计算出的频率调整系数，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。此外，频率调整系数的取值还可根据实际工程情况进行调整。

在步骤S202，当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行步骤S201；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，换言之，当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，完成步骤S20，否则将循环执行步骤S201和步骤S202。

作为示例，可当本次输出频率调节的时长达到第二调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节。作为示例，可当从向所述微电网的主支撑电源发送用于调节输出频率的频率控制指令开始计时并达到第二调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节。

作为示例，所述第二调节时间步长可基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

图4示出根据本发明示例性实施例的相位跟踪步骤S40的流程图。

参照图4，在步骤S401，基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率。即，通过迭代设置作为跟踪侧主支撑电源的调节目标的频率参考值，来使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，通过调整跟踪侧主支撑电源的输出频率来实现对基准侧的相位的快速跟踪。

应该理解，所述微电网可包括至少一个主支撑电源。作为示例，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率的步骤可包括：向所述至少一个主支撑电源发送频率控制指令，以控制所述至少一个主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率，从而达到调节所述至少一个主支撑电源的输出相位的目的。这里，所述频率控制指令用于通知所述至少一个主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率。

作为示例，可当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和(即，进行正向微调)；当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差(即，进行反向微调)，其中，最优频率参考值为在最近一次执行步骤S20的过程中跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

作为优选示例，所述频率调节步长Δf小于第二预设阈值且大于零，并且，所述频率调节步长Δf可基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

作为示例，跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力可以是所述微电网的主支撑电源的控制器响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力，例如，如果所述控制器是比例积分(PI)控制器，则所述能力可通过所述控制器响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的响应时间和稳定性来体现。例如，可基于所述控制器响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的比例系数和积分时间常数来确定频率调节步长Δf。

在步骤S402，当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行步骤S401；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，换言之，当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，完成步骤S40，否则将循环执行步骤S401和步骤S402。

作为示例，可当本次输出相位调节的时长达到第三调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节。作为示例，可当从向所述微电网的主支撑电源发送用于调节输出相位的频率控制指令开始计时并达到第三调节时间步长时，确定跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节。

作为示例，所述第三调节时间步长可基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

根据本发明的示例性实施例，可在步骤S20对跟踪侧的频率进行粗调，以实现跟踪侧与基准侧的频率同步，在步骤S40，再对跟踪侧的频率进行精调，以实现跟踪侧与基准侧的相位同步。即，通过对跟踪侧的频率的分级调节，实现跟踪侧与基准侧的频率同步和相位同步。

根据本发明的示例性实施例，可通过调整第一调节时间步长、第二调节时间步长、第三调节时间步长、频率调节步长中的至少一项，来调整整个同期预同步过程的调节时间和调节精度。

图5示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的框图。这里，电压跟踪算法即用于基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值的算法；频率跟踪算法即用于基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值的算法；相位跟踪算法即用于基于跟踪侧和基准侧当前的相位以及最优频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值的算法，如图5所示，在进行频率跟踪的过程中，基于通过频率跟踪算法得到的频率参考值来使跟踪侧主支撑电源调节输出频率，当完成频率跟踪过程，进入相位跟踪过程后，基于通过相位跟踪算法得到的频率参考值来使跟踪侧主支撑电源调节输出频率，进而实现调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

图6示出根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法的流程图。这里，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧。

在步骤S10，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值。

在步骤S20，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值。

在步骤S30，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长是否达到第一预设时长。

当在步骤S30确定所述持续时长达到第一预设时长时，执行步骤S40，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值。应该理解，步骤S10至步骤S40可参照上述结合图1至图5描述的具体实施方式来实现，在此不再赘述。

在步骤S50，确定跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长是否达到第二预设时长。

当在步骤S50确定跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，执行步骤S60，控制所述断路器合闸或重合闸(即，因故跳闸后的重合闸)。

作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法还可包括：当由于跟踪侧与基准侧的电压不同步，使得所述持续时长未达到第二预设时长时，返回执行步骤S10至步骤S40中相应的步骤，使得跟踪侧与基准侧的电压同步，然后再执行步骤S50。

作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法还可包括：当由于对跟踪侧与基准侧的电压同步的持续状态进行计时的时长还未达到第二预设时长时，则继续对所述持续状态进行计时并返回执行步骤S50判断所述计时时长(即，所述持续时长)是否达到第二预设时长。换言之，在对所述持续状态进行计时的过程中，周期性地判断计时时长是否已达到第二预设时长。

作为示例，当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧可为电网侧。即，通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法实现所述微电网的同期并网。

作为另一示例，当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧可为待并联的其它微电网侧。即，通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法实现所述微电网与其它微电网的同期并联运行。

根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法，既适用于多电源并联运行的微电网的整体并网需求，也适用于多个微电网同时并网，使得所述多个微电网不必逐个依次并网，提高了对负荷供电的可靠性和新能源的利用率，使得微电网真正实现即插即用。

图7示出根据本发明示例性实施例的多微电网的系统的检同期合闸的示例，所述多微电网的系统可包括微电网a、微电网b、……、微电网n，各个微电网可通过联络线与其它微电网并联运行、也可并网运行、也可独立并离网运行。在一个示例中，以微电网a和微电网b为例，当需要将并列点F2处的断路器合闸或重合闸时，可基于并列点F2处的断路器的上(PT1)下(PT2)口处实时采集的微电网a的电压采样值和微电网b的电压采样值，通过根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法对微电网a或微电网b进行同期预同步控制，以实现微电网a和微电网b的电压同步，当微电网a和微电网b的电压的幅值、频率、相位完全同步并持续一定时长时，可向并列点F2处的断路器发出合闸控制指令，从而实现微电网a与微电网b间的同期并列。在另一个示例中，当需要将并网点F1处的断路器合闸或重合闸时，可基于并网点F1处的断路器的上(PT0)下(PT1)口处实时采集的电网的电压采样值(即，基准侧的电压采样值)和微电网a的电压采样值(即，跟踪侧的电压采样值)，通过根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法对微电网a进行同期预同步控制，以实现微电网a和电网的电压同步，当微电网a和电网的电压的幅值、频率、相位完全同步并持续一定时长(即，微电网a满足并网条件)时，可向并列点F1处的断路器发出合闸控制指令，从而实现微电网a的并网。此外，在另一个示例中，如果微电网a和微电网b已通过并列点F2(即，并列点F2处的断路器已合闸)并联运行，当需要将并网点F1处的断路器合闸或重合闸以实现将微电网a和微电网b组成的一个整体微电网系统并网时，可基于并网点F1处的断路器的上(PT0)下(PT1)口处实时采集的电网的电压采样值(即，基准侧的电压采样值)和微电网a和b侧的电压采样值(即，跟踪侧的电压采样值)，通过根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法对微电网a和微电网b同时进行同期预同步控制，以实现微电网a和b侧与电网的电压同步，当微电网a和b侧与电网的电压的幅值、频率、相位完全同步并持续一定时长时，可向并列点F1处的断路器发出合闸控制指令，从而实现微电网a和微电网b的同时并网，在这个示例中，在对微电网a和微电网b同时进行同期预同步控制时，可综合考虑微电网a的电压幅值频率响应特性和微电网b的电压幅值频率响应特性来确定用于微电网a的主支撑电源和微电网b的主支撑电源调节输出幅值和频率的幅值参考值和频率参考值，从而能够有效实现多个微电网同时并入电网。此外，图7中的控制装置即用于执行根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法的装置，交换机可用于向对应的微电网分发控制装置的控制指令。

图8示出根据本发明的另一示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法的流程图。如图8所示，当检测到需要进行微电网的合闸(例如，接收到同期指令)时，开始执行图8所示的控制方法，在步骤S701，开始对同期预同步过程进行计时，并判断同期预同步过程是否超时，即，在执行步骤S710之前，如果计时的时长超过预定时长，则执行步骤S703发出错误告警并退出同期合闸控制。

在步骤S702，在步骤S701之后，判断当前的工况是否满足合闸执行的条件，如果不满足，则执行步骤S703发出错误告警并退出同期合闸控制，如果满足则进入幅值频率跟踪阶段。作为示例，合闸执行的条件可包括待合闸的断路器能够正常合闸。

在步骤S704，可通过执行结合图1示出的根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的步骤S10和步骤S20，来实现跟踪侧的幅值频率跟踪控制。

在步骤S705，判断跟踪侧的幅值频率是否满足第一特定要求，其中，如果满足，则进入相位跟踪阶段；如果不满足，则返回执行步骤S701。例如，可判断跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长是否达到第一预设时长，其中，当确定所述持续时长达到第一预设时长时，进入相位跟踪阶段。当由于跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值大于第一预设阈值和/或跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值大于第二预设阈值，使得所述持续时长未达到第一预设时长时，返回执行步骤S701。

在步骤S706，可通过执行结合图1示出的根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制方法的步骤S40，来实现跟踪侧的相位跟踪控制。

在步骤S707，在相位跟踪阶段，始终判断跟踪侧的幅值频率是否满足第一特定要求，一旦不满足，则停止相位跟踪，返回执行步骤S701。例如，可实时判断跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一预设阈值，并且频率之间的差值的绝对值是否小于或等于第二预设阈值；一旦不满足，则停止相位跟踪，返回执行步骤S701。

在步骤S708，判断跟踪侧当前的相位是否满足第二特定要求，当满足时，结束相位跟踪阶段，执行步骤S709；当不满足时，返回执行步骤S706。例如，可判断跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否小于或等于第三预设阈值。

在步骤S709，判断跟踪侧的电压满足同期合闸条件的持续时长是否达到合闸时间，其中，如果满足则执行步骤S710，如果由于同期合闸条件不满足导致所述持续时长无法达到合闸时间，则返回执行步骤S706。例如，所述同期合闸条件可包括：跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值、频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值、以及相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值。

在步骤S710，向待合闸的断路器发出合闸控制指令。

在步骤S711，在步骤S710之后，判断是否接收到该断路器的同期结果反馈(例如，断路器的闭合状态反馈)，如果接收到，则同期合闸过程结束，如果未接收到，则返回重新执行整个流程。

图9示出通过现有的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸电流的波形，图10和图11示出通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸电流的波形和合闸电压的波形。可以看出，通过现有的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸瞬间的冲击电流比较大且后续出现振荡，导致对微电网的相关发电设备的安全运行造成不良影响。而通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法并网后合闸瞬间的冲击电流较小且后续无明显振荡，能够较好地实现微电网的平滑并网。图10示出的两条波形曲线分别指示电网侧和微电网侧的电压波形，通过根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制方法并网后，微电网侧合闸瞬间与电网侧的电压幅值差值小于2V，相位差值小于0.005rad，频率差值小于100mHz，完全满足并网同期合闸的阀值要求且并网瞬间无明显电压波形畸变。

图12示出根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置的框图。这里，所述微电网包括为所述微电网的母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC(直流/交流)变流器。所述主支撑电源的交流侧可接入电网或连接到其它微电网。

作为示例，所述支撑电源可包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

作为示例，所述主支撑电源可包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

作为示例，所述微电网还可包括跟随电源；其中，所述支撑电源可包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源可包括光伏发电机组或者风力发电机组。

如图12所示，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置包括：幅值跟踪单元10、频率跟踪单元20和相位跟踪单元30。

具体说来，幅值跟踪单元10用于通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值。

这里，所述跟踪侧为该微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧。

作为示例，幅值跟踪单元10可基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回执行所述确定幅值参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值。

作为示例，幅值跟踪单元10可基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

频率跟踪单元20用于通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值。

作为示例，频率跟踪单元20可基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出频率的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率。

作为示例，频率跟踪单元20可基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

相位跟踪单元30用于当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步。

作为示例，相位跟踪单元30可基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出相位的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

作为示例，相位跟踪单元30可当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和；当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差，其中，最优频率参考值为频率跟踪单元20确定的跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

作为示例，所述频率调节步长小于第二预设阈值且大于零，并且，所述频率调节步长基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

作为示例，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置还可包括：跟随电源同步单元(未示出)，跟随电源同步单元用于使得所述跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

图13示出根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制装置的框图。如图13所示，根据本发明示例性实施例的微电网的检同期合闸的控制装置包括：幅值跟踪单元10、频率跟踪单元20、相位跟踪单元30和合闸控制单元40。

幅值跟踪单元10用于通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值。

频率跟踪单元20用于通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值。

相位跟踪单元30用于当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步。应该理解，幅值跟踪单元10、频率跟踪单元20和相位跟踪单元30可参照上述结合图12描述的具体实施方式来实现，在此不再赘述。

合闸控制单元40用于当跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，控制所述断路器合闸或重合闸。其中，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧。

作为示例，可当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧为电网侧。

作为另一示例，可当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧为待并联的其它微电网侧。

应该理解，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置和微电网的检同期合闸的控制装置的具体实现方式可参照结合图1至图11描述的相关具体实现方式来实现，在此不再赘述。

应该理解，根据本发明示例性实施例的微电网的同期预同步的控制装置和微电网的检同期合闸的控制装置中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现各个单元。

本发明的示例性实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述示例性实施例所述的微电网的同期预同步的控制方法。该计算机可读存储介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。

根据本发明的示例性实施例的控制装置包括：处理器(未示出)和存储器(未示出)，其中，存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述示例性实施例所述的微电网的同期预同步的控制方法。

本发明的示例性实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述示例性实施例所述的微电网的检同期合闸的控制方法。该计算机可读存储介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。

根据本发明的示例性实施例的控制装置包括：处理器(未示出)和存储器(未示出)，其中，存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述示例性实施例所述的微电网的检同期合闸的控制方法。

虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (26)

1.一种微电网的同期预同步的控制方法，其特征在于，所述微电网包括为母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括至少一个主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC变流器；

其中，所述控制方法包括：

幅值跟踪步骤，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值；

频率跟踪步骤，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值；

相位跟踪步骤，当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步；

其中，所述跟踪侧为微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧，以实现所述微电网的整体并网或者多个微电网同时并网。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述微电网还包括跟随电源；

其中，所述支撑电源包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源包括光伏发电机组或者风力发电机组；

其中，所述控制方法还包括：使得所述跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述支撑电源包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器；

其中，所述主支撑电源包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述幅值跟踪步骤包括：

基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值；

当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回执行所述确定幅值参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值的步骤包括：

基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述频率跟踪步骤包括：

基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；

当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出频率的频率参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值的步骤包括：

基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述相位跟踪步骤中，

基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，并使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；

当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出相位的频率参考值的步骤；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值的步骤包括：

当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和；

当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差，

其中，最优频率参考值为在所述频率跟踪步骤中跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述频率调节步长小于第二预设阈值且大于零，

并且，所述频率调节步长基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

11.一种微电网的检同期合闸的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

通过执行如权利要求1至10之中任一权利要求所述的微电网的同期预同步的控制方法的步骤而实现跟踪侧与基准侧的电压同步，其中，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧；

当跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，控制所述断路器合闸或重合闸。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧为电网侧；

当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧为待并联的其它微电网侧。

13.一种微电网的同期预同步的控制装置，其特征在于，所述微电网包括为母线提供电压和频率支撑的支撑电源；所述支撑电源包括至少一个主支撑电源，所述主支撑电源包括以下垂控制模式或者恒压恒频控制模式运行的DC/AC变流器；

其中，所述控制装置包括：

幅值跟踪单元，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值，使跟踪侧的电压幅值随迭代逐次逼近基准侧的电压幅值，直至跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值；

频率跟踪单元，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的频率，使跟踪侧的频率随迭代逐次逼近基准侧的频率，直至跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值；

相位跟踪单元，当跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值小于或等于第一预设阈值且频率之间的差值的绝对值小于或等于第二预设阈值的持续时长达到第一预设时长时，通过迭代调节跟踪侧主支撑电源输出的相位，使跟踪侧的相位随迭代逐次逼近基准侧的相位，直至跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值小于或等于第三预设阈值，以实现跟踪侧与基准侧的电压同步；

其中，所述跟踪侧为微电网侧，所述基准侧为电网侧或其它微电网侧，以实现所述微电网的整体并网或者多个微电网同时并网。

14.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述微电网还包括跟随电源；

其中，所述支撑电源包括以交流侧电压幅值和频率控制为控制目标的交流电源，所述跟随电源包括光伏发电机组或者风力发电机组；

其中，所述控制装置还包括：跟随电源同步单元，使得所述跟随电源输出的电压和频率与基准侧同步。

15.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述支撑电源包括以下交流电源中的至少一种：储能电池、柴油发电机、燃气轮机、交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器；

其中，所述主支撑电源包括：储能电池的DC/AC变流器，以及/或者，交直流混合微电网中连接直流和交流的逆变器。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的控制装置，其特征在于，幅值跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的电压幅值以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的幅值参考值为目标来调节输出电压幅值；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出电压幅值调节时，确定跟踪侧与基准侧的电压幅值之间的差值的绝对值是否大于第一预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第一预设阈值时，返回执行所述确定幅值参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第一预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的电压幅值。

17.根据权利要求16所述的控制装置，其特征在于，幅值跟踪单元基于跟踪侧当前的电压幅值与基准侧当前的电压幅值之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出电压幅值的幅值参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应幅值参考值调节输出电压幅值的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出电压幅值的幅值参考值。

18.根据权利要求16所述的控制装置，其特征在于，频率跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的频率以及跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值来确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出频率调节时，确定跟踪侧与基准侧的频率之间的差值的绝对值是否大于第二预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第二预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出频率的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第二预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的频率。

19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，频率跟踪单元基于跟踪侧当前的频率与基准侧当前的频率之间的差值、跟踪侧主支撑电源上一次调节输出频率的频率参考值、以及跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出频率的频率参考值调节输出频率的能力，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出频率的频率参考值。

20.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，相位跟踪单元基于跟踪侧和基准侧当前的相位确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值，使跟踪侧主支撑电源以本次调节的频率参考值为目标来调节输出频率；并当跟踪侧主支撑电源完成本次输出相位调节时，确定跟踪侧与基准侧的相位之间的差值的绝对值是否大于第三预设阈值，其中，当确定所述差值的绝对值大于第三预设阈值时，返回执行所述确定用于调节输出相位的频率参考值的操作；当确定所述差值的绝对值小于或等于第三预设阈值时，停止调节跟踪侧主支撑电源输出的相位。

21.根据权利要求20所述的控制装置，其特征在于，相位跟踪单元当跟踪侧当前的相位滞后于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之和；当跟踪侧当前的相位超前于基准侧当前的相位时，确定跟踪侧主支撑电源本次调节输出相位的频率参考值为：最优频率参考值与频率调节步长之差，

其中，最优频率参考值为频率跟踪单元确定的跟踪侧主支撑电源最后一次调节输出频率的频率参考值。

22.根据权利要求21所述的控制装置，其特征在于，所述频率调节步长小于第二预设阈值且大于零，

并且，所述频率调节步长基于跟踪侧主支撑电源响应用于调节输出相位的频率参考值调节输出频率的能力被确定。

23.一种微电网的检同期合闸的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

如权利要求13至22之中任一权利要求所述的微电网的同期预同步的控制装置，其中，跟踪侧和基准侧分别位于待合闸的断路器的两侧；

合闸控制单元，当跟踪侧与基准侧的电压同步的持续时长达到第二预设时长时，控制所述断路器合闸或重合闸。

24.根据权利要求23所述的控制装置，其特征在于，

当所述断路器为微电网与电网之间的并网点处的断路器时，所述基准侧为电网侧；

当所述断路器为微电网之间的并列点处的断路器时，所述基准侧为待并联的其它微电网侧。

25.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10中的任意一项所述的微电网的同期预同步的控制方法或权利要求11或12所述的微电网的检同期合闸的控制方法。

26.一种控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

处理器；

存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至10中的任意一项所述的微电网的同期预同步的控制方法或权利要求11或12所述的微电网的检同期合闸的控制方法。