CN110021963B - 一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式；2）分别运行PQ控制与V/f控制；3）合并并离网双模式控制策略；4）调制输出信号波形。这种方法能避免传统主从控制模式微电网在并离网切换过程中的出现的暂态电气量突变问题，有效缓解并离网切换暂态过程中对微电源、负荷、电气元件的干扰和冲击，保证系统稳定运行以及母线电压和频率的稳定，实现并离网的平滑切换，提高微电网内负载的供电可靠性，也可以减小对外部电网的影响。

Description

一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体是一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法。
背景技术
能源短缺的现实问题使得新科技革命下的分布式发电技术具有很大发展空间，微电网应运而生。微电网将光伏电池、风力发电机、蓄电池、负荷等单元通过公共连接点连接外部大电网，通过控制静态开关的关断，实现微电网的并网运行以及孤岛运行。当微电网是主从控制模式时，并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制。针对传统主从控制模式下，微电网在并离网双模式切换过程中出现的暂态电气量突变问题，改进主控单元逆变器的控制方法，以实现并离网的平滑切换。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法。这种方法能避免传统主从控制模式微电网在并离网切换过程中的出现的暂态电气量突变问题，有效缓解并离网切换暂态过程中对微电源、负荷、电气元件的干扰和冲击，保证系统稳定运行以及母线电压和频率的稳定，实现并离网的平滑切换，提高微电网内负载的供电可靠性，也可以减小对外部电网的影响。
实现本发明目的的技术方案是：
一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：
1)确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式：由微电网能量管理器采集到的主电网运行信息决定微电网操作模式，从而对微电网主控单元逆变器采用的控制方式进行控制：在电力系统计算机辅助设计系统中即PSCAD中搭建微电网仿真模型，微电网仿真模型遵循主从模式结构，该仿真模型中，所有分布式电源和负荷都连接在交流母线上，由交流母线连接至大电网，通过控制大电网与交流母线之间开关实现对微电网并离网状态的控制，开关合上时，微电网并网运行；开关断开时，微电网离网运行。并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制。该仿真模型中设有永磁直驱风力发电机组和光伏阵列的两个从控制单元的分布式微电源，不论微电网并网运行还是孤岛运行，这两个从控制单元均采用PQ控制模式，蓄电池为主控微源，微电网并网运行时，采用PQ控制模式，微电网孤岛运行时，其采用V/f控制模式，微电网的交流母线通过公共连接点的断路器和变压器与大电网实现联网，负载在并网运行情况下，由微电网和大电网共同为其供电，在孤岛运行情况下，由微电网为其供电。如果主电网与微电网并网运行，微电网内的主控单元逆变器采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当主电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的主控单元采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，实现系统稳定运行；
2)分别运行PQ控制与V/f控制：微电网并网运行时，主控单元逆变器采用PQ控制模式，PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，功率外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，在这种控制方式下，可使微电源按照系统的要求发出相应值的有功功率和无功功率，PQ控制器中电流内环的参考值由功率参考或设定的常数给出，使用功率外环控制的控制方程为：
Figure BDA0002077458370000021
式中，idref和iqref分别表示在dq参考坐标系下，电流内环参考设定值iref的d轴分量和q轴分量；pref和Qref为系统设定的参考值，p和Q为逆变器输出的有功功率和无功功率的实际值，是根据计算得到的测量值，Kp1表示功率比例积分控制器中比例项系数，Ki1表示功率比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用，dq参考坐标系是指将abc交流坐标系经过派克变换得到的直流旋转坐标系；
有功功率和无功功率的实际值计算方法如下式：
Figure BDA0002077458370000031
式中，id、iq和Vd、Vq是通过三相瞬时电流iabc与三相瞬时电压uabc进行坐标变换后得到在dq旋转坐标系中的dq轴分量；
将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，得到电压控制信号Vsd和Vsq,最终形成的电流内环控制方程为：
Figure BDA0002077458370000032
式中，Kp3表示电流比例积分控制器中比例项系数，Ki3表示电流比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；id和iq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Ld和Lq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电感数值，ωr为其系数；
功率外环控制器将功率差值经过比例积分控制器，可有效消除差值，提高电能质量，将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，最终得到电压控制信号，有效消除并离网切换时的暂态振荡，实现平滑切换，
微电网孤岛运行时，其内部主控单元逆变器采用V/f控制模式，V/f控制器结构主要由电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，电压外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，此时蓄电池作为主控单元需要调节和支撑整个微电网系统的电压和频率，该主控微电源等效于传统电网系统平衡节点，V/f控制的内环控制的电流参考值是由电压外环决定的，将电压外环控制器的输出值通过交叉耦合补偿，得到内环控制的电流参考值，电压外环控制的控制方程为：
Figure BDA0002077458370000033
式中，Kp2表示电压比例积分控制器中比例项系数，Ki2表示电压比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；Vd和Vq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Cd和Cq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电容数值，ωd和ωq为其系数；其中，Vdref和Vqref分别表示在dq参考坐标系下，电压外环参考设定值Vref的d轴分量和q轴分量,由Vref和参考频率fref决定，ωref和锁相环中角频率ω的差值进行积分得到相角θ，电压参考值计算方法如下式：
Figure BDA0002077458370000041
电压外环控制器的输出值需要通过交叉耦合补偿，消除误差，得到内环控制的电流参考值，提高系统鲁棒性；
3)合并并离网双模式控制策略：当主控制单元的逆变器从PQ控制模式切换到V/f控制模式之后的瞬间，电流内环PI控制器的输出值需要从零状态逐步调节至稳态，在这个调节过程中，电流内环PI控制器的暂态输出值易发生突变，为避免此类现象发生，将PQ控制器与V/f控制器合并在一起共用电流内环控制部分，形成双模式合并控制器模型，主要由功率外环控制部分、电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，主控单元逆变器处于PQ控制时的功率外环控制部分的输出值以及处于V/f控制时的电压外环控制部分的输出值均作为同一个电流内环控制部分的输入值，逆变器在两种运行模式进行切换时，只表现为功率外环和电压外环发生了切换，电流内环没有发生改变，将主控单元逆变器PQ控制与V/f控制的电流内环控制部分合并，通过这一控制结构可以缩短切换时间，避免相关调制信号的突变，保证逆变器切换时控制系统的连续性；
4)调制输出信号波形：电流内环控制器得到的Vsd和Vsq经过abc/dq0坐标反变换得到三相电压调制波信号，经过SVPWM即空间矢量脉宽调制，传送到逆变器中IGBT的控制端，完成了整个控制器的控制流程，保持系统电压、频率稳定，平滑切换过程，有效提高控制系统稳定性。
步骤2)中,功率外环控制器将功率差值经过比例积分控制器，可有效消除差值，提高电能质量。
步骤2)中,电压外环控制器的输出值需要通过交叉耦合补偿，消除误差，得到内环控制的电流参考值，提高系统鲁棒性。
步骤2)中，将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，最终得到电压控制信号，有效消除并离网切换时的暂态振荡，实现平滑切换。
步骤3)中,将主控单元逆变器PQ控制与V/f控制的电流内环控制部分合并，通过这一控制结构可以避免相关调制信号的突变，保证逆变器切换时控制系统的连续性。
PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，V/f控制器主要由电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，当主控制单元的逆变器从PQ控制模式切换到V/f控制模式之后的瞬间，电流内环PI控制器的输出值需要从零状态逐步调节至稳态，在这个调节过程中，电流内环PI控制器的暂态输出值易发生突变，为避免此类现象发生，本技术方案将PQ控制器与V/f控制器合并在一起共用电流内环控制部分的双模式控制器模型，逆变器在两种运行模式进行切换时，只表现为功率外环和电压外环发生了切换，电流内环没有发生改变，通过这一控制结构可以缩短切换时间，避免相关调制信号的突变，实现逆变器在模式切换时控制系统的连续性。
这种方法能够避免传统主从控制模式微电网在并离网切换过程中的出现的暂态电气量突变问题，有效缓解并离网切换暂态过程中对微电源、负荷、电气元件的干扰和冲击，保证系统稳定运行以及母线电压和频率的稳定，实现并离网的平滑切换，提高微电网内负载的供电可靠性，也可以减小对外部电网的影响。
附图说明
图1为实施例的流程图示意图；
图2为实施例中的的微电网主从控制结构示意图；
图3为实施例中的PQ控制器结构示意图；
图4为实施例中的V/f控制器结构示意图；
图5为实施例中的的并离网双模式合并的控制器示意图；
图6为实施例中的微电网模型结构示意图；
图7-a为实施例中的未加入平滑切换控制策略的系统母线频率、电压仿真波形示意图；
图7-b为实施例中的未加入平滑切换控制策略的系统网侧电压、电流仿真波形示意图；
图7-c为实施例中的未加入平滑切换控制策略的系统由并网切换至离网的暂态网侧电流仿真波形示意图；
图7-d为实施例中的未加入平滑切换控制策略的系统由离网切换至并网的暂态网侧电流仿真波形示意图；
图8-a为实施例中的加入平滑切换控制策略的系统母线频率、电压仿真波形示意图；
图8-b为实施例中的加入平滑切换控制策略的系统网侧电压、电流仿真波形示意图；
图8-c为实施例中的加入平滑切换控制策略的系统由并网切换至离网的暂态网侧电流仿真波形示意图；
图8-d为实施例中的加入平滑切换控制策略的系统由离网切换至并网的暂态网侧电流仿真波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1，一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，包括如下步骤：
1)确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式：由微电网能量管理器采集到的主电网运行信息决定微电网操作模式，从而对微电网主控单元逆变器采用的控制方式进行控制：在电力系统计算机辅助设计系统中即PSCAD中搭建微电网仿真模型，微电网仿真模型遵循主从模式结构，如图2所示，该仿真模型中，所有分布式电源和负荷都连接在交流母线上，由交流母线连接至大电网，通过控制大电网与交流母线之间开关实现对微电网并离网状态的控制，开关合上时，微电网并网运行；开关断开时，微电网离网运行。并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制。该仿真模型中设有永磁直驱风力发电机组和光伏阵列的两个从控制单元的分布式微电源，不论微电网并网运行还是孤岛运行，这两个从控制单元均采用PQ控制模式，蓄电池为主控微源，微电网并网运行时，采用PQ控制模式，微电网孤岛运行时，其采用V/f控制模式，微电网的交流母线通过公共连接点的断路器和变压器与大电网实现联网，负载在并网运行情况下，由微电网和大电网共同为其供电，在孤岛运行情况下，由微电网为其供电，如果主电网与微电网并网运行，微电网内的主控单元逆变器采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当主电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的主控单元采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，实现系统稳定运行；
2)分别运行PQ控制与V/f控制：微电网并网运行时，主控单元逆变器采用PQ控制模式，PQ控制器结构如图3所示，PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，功率外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，在这种控制方式下，可使微电源按照系统的要求发出相应值的有功功率和无功功率，PQ控制器中电流内环的参考值由功率参考或设定的常数给出，使用功率外环控制的控制方程为：
Figure BDA0002077458370000071
式中，idref和iqref分别表示在dq参考坐标系下，电流内环参考设定值iref的d轴分量和q轴分量；pref和Qref为系统设定的参考值，p和Q为逆变器输出的有功功率和无功功率的实际值，是根据计算得到的测量值，Kp1表示功率比例积分控制器中比例项系数，Ki1表示功率比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用，dq参考坐标系是指将abc交流坐标系经过派克变换得到的直流旋转坐标系；
有功功率和无功功率的实际值计算方法如下式：
Figure BDA0002077458370000072
式中，id、iq和Vd、Vq是通过三相瞬时电流iabc与三相瞬时电压uabc进行坐标变换后得到在dq旋转坐标系中的dq轴分量；
将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，得到电压控制信号Vsd和Vsq,最终形成的电流内环控制方程为：
Figure BDA0002077458370000081
式中，Kp3表示电流比例积分控制器中比例项系数，Ki3表示电流比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；id和iq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Ld和Lq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电感数值，ωr为其系数，
图3中，功率外环控制器将功率差值经过比例积分控制器，可有效消除差值，提高电能质量，将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，最终得到电压控制信号，有效消除并离网切换时的暂态振荡，实现平滑切换，
微电网孤岛运行时，其内部主控单元逆变器采用V/f控制模式，V/f控制器结构如图4所示，V/f控制器主要由电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，电压外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，此时蓄电池作为主控单元需要调节和支撑整个微电网系统的电压和频率，该主控微电源等效于传统电网系统平衡节点。内环控制的电流参考值是由电压外环决定的，将电压外环控制器的输出值通过交叉耦合补偿，得到内环控制的电流参考值，电压外环控制的控制方程为：
Figure BDA0002077458370000082
式中，Kp2表示电压比例积分控制器中比例项系数，Ki2表示电压比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；Vd和Vq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Cd和Cq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电容数值，ωd和ωq为其系数，其中，Vdref和Vqref分别表示在dq参考坐标系下，电压外环参考设定值Vref的d轴分量和q轴分量,由Vref和参考频率fref决定，ωref和锁相环中角频率ω的差值进行积分得到相角θ，电压参考值计算方法如下式：
Figure BDA0002077458370000091
图4中，电压外环控制器的输出值需要通过交叉耦合补偿，消除误差，得到内环控制的电流参考值，提高系统鲁棒性；
3)合并并离网双模式控制策略：当主控制单元的逆变器从PQ控制模式切换到V/f控制模式之后的瞬间，电流内环PI控制器的输出值需要从零状态逐步调节至稳态，在这个调节过程中，电流内环PI控制器的暂态输出值易发生突变，为避免此类现象发生，本例将PQ控制器与V/f控制器合并在一起共用电流内环控制部分，形成双模式合并控制器模型，双模式合并的控制器结构如图5所示，主要由功率外环控制部分、电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，主控单元逆变器处于PQ控制时的功率外环控制部分的输出值以及V/f控制的电压外环控制部分的输出值均作为同一个电流内环控制部分的输入值，逆变器在两种运行模式进行切换时，只表现为功率外环和电压外环发生了切换，电流内环没有发生改变，由图5可知，将主控单元逆变器PQ控制与V/f控制的电流内环控制部分合并，通过这一控制结构可以缩短切换时间，避免相关调制信号的突变，保证逆变器切换时控制系统的连续性；
4)调制输出信号波形：电流内环控制器得到的Vsd和Vsq经过abc/dq0坐标反变换得到三相电压调制波信号，经过SVPWM即空间矢量脉宽调制，传送到逆变器中IGBT的控制端，完成了整个控制器的控制流程，保持系统电压、频率稳定，平滑切换过程，有效提高控制系统稳定性。
步骤2)中,功率外环控制器将功率差值经过比例积分控制器，可有效消除差值，提高电能质量。
步骤2)中,电压外环控制器的输出值需要通过交叉耦合补偿，消除误差，得到内环控制的电流参考值，提高系统鲁棒性。
步骤2)中，将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，最终得到电压控制信号，有效消除并离网切换时的暂态振荡，实现平滑切换。
步骤3)中,将主控单元逆变器PQ控制与V/f控制的电流内环控制部分合并，通过这一控制结构可以避免相关调制信号的突变，保证逆变器切换时控制系统的连续性。
PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，V/f控制器主要由电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，当主控制单元的逆变器从PQ控制模式切换到V/f控制模式之后的瞬间，电流内环PI控制器的输出值需要从零状态逐步调节至稳态，在这个调节过程中，电流内环PI控制器的暂态输出值易发生突变，为避免此类现象发生，本例将PQ控制器与V/f控制器合并在一起共用电流内环控制部分的双模式控制器模型。逆变器在两种运行模式进行切换时，只表现为功率外环和电压外环发生了切换，电流内环没有发生改变，通过这一控制结构可以缩短切换时间，避免相关调制信号的突变，实现逆变器在模式切换时控制系统的连续性。
具体的仿真过程：
本例仿真系统如图6所示，仿真电压等级380V，具有并离网切换功能的微电网，其中分布式电源主要有风光储，光伏和风机具有MPPT控制，微电网并网与离网运行时，逆变器均采用PQ控制，储能单元作为主控单元，具有PQ和V/f控制切换功能，当系统并网运行时，储能单元逆变器采用PQ控制，孤岛运行时，储能单元逆变器采用V/f控制，以提供系统电压与频率的参考，仿真在一开始运行时，处于并网状态，储能单元采用PQ控制，运行到2s时，BRKS断开，系统处于孤岛运行状态，储能由PQ控制平滑切换至V/f控制，当仿真运行到4s时，储能单元由V/f控制平滑切换到PQ控制，模型微电网可以稳定运行于并网和孤岛两种状态，具有平滑切换的功能。
本例仿真设置所有分布式电源PQ控制时的参考无功为0，光伏参考有功160kw，风机参考有功200kw，储能参考有功150kw，负载300kw，通过系统在整个仿真过程中功率平衡，频率稳定，电能质量符合配网要求，以此验证本仿真的正确性。
参照图7-a，可知未加入平滑切换控制策略时，系统母线频率、电压在并离网切换时有较大波动，并且超出标准范围，但会恢复至稳态；参照图7-b，可知网侧电压波形由于微电网与配电网之间的相位存在差异而发生畸变，网侧电流也因PI控制器的调节延时而产生冲击电流；参照图7-c，可知微电网由并网状态切换至孤岛状态瞬间，会有较明显的电流冲击，这主要是由于主控单元逆变器的PI控制器的调节延时而产生的突变；参照图7-d，可知微电网由孤岛状态切换至并网状态瞬间，并网侧也会有较大的电流冲击，这主要是由于微电网与配电网之间的相位差异而产生的突变。因此，未加入平滑切换控制策略的并离网切换时并不平滑，效果不理想；
参照图8-a，可知加入平滑切换控制策略后，系统母线频率、电压在并离网切换时波形能基本保持稳定；参照图8-b，可知网侧电压、电流波形基本处于稳态，也没有产生冲击电流；参照图8-c，可知微电网由并网状态切换至孤岛状态瞬间，不再产生电流冲击，在短时间内实现平滑切换，这是由于并离网双模式合并后，PI控制器调节时间缩短产生的效果；参照图8-d，可知微电网由孤岛状态切换至并网状态瞬间，并网侧的电流冲击很小，很快到达稳态。因此，加入平滑切换控制策略的并离网切换时能平滑切换，效果较为理想。

Claims (1)

1.一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式：由微电网能量管理器采集到的主电网运行信息决定微电网操作模式，从而对微电网主控单元逆变器采用的控制方式进行控制：在电力系统计算机辅助设计系统中即PSCAD中搭建微电网仿真模型，微电网仿真模型遵循主从模式结构，该仿真模型中，所有分布式电源和负荷都连接在交流母线上，由交流母线连接至大电网，通过控制大电网与交流母线之间开关实现对微电网并离网状态的控制，开关合上时，微电网并网运行；开关断开时，微电网离网运行；并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制；该仿真模型中设有永磁直驱风力发电机组和光伏阵列的两个从控制单元的分布式微电源，不论微电网并网运行还是孤岛运行，这两个从控制单元均采用PQ控制模式，蓄电池为主控微电 源，微电网并网运行时，采用PQ控制模式，微电网孤岛运行时，其采用V/f控制模式，微电网的交流母线通过公共连接点的断路器和变压器与大电网实现联网，负载在并网运行情况下，由微电网和大电网共同为其供电，在孤岛运行情况下，由微电网为其供电；
2)分别运行PQ控制与V/f控制：微电网并网运行时，主控单元逆变器采用PQ控制模式，PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，功率外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，在这种控制方式下，可使微电源按照系统的要求发出相应值的有功功率和无功功率，PQ控制器中电流内环的参考值由功率参考或设定的常数给出，使用功率外环控制的控制方程为：
Figure FDA0002077458360000011
式中，idref和iqref分别表示在dq参考坐标系下，电流内环参考设定值iref的d轴分量和q轴分量；pref和Qref为系统设定的参考值，p和Q为逆变器输出的有功功率和无功功率的实际值，是根据计算得到的测量值，Kp1表示功率比例积分控制器中比例项系数，Ki1表示功率比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用，dq参考坐标系是指将abc交流坐标系经过派克变换得到的直流旋转坐标系；
有功功率和无功功率的实际值计算方法如下式：
Figure FDA0002077458360000021
式中，id、iq和Vd、Vq是通过三相瞬时电流iabc与三相瞬时电压uabc进行坐标变换后得到在dq旋转坐标系中的dq轴分量；
将电流内环PI控制器的输出值通过电压前馈补偿和交叉耦合补偿，得到电压控制信号Vsd和Vsq,最终形成的电流内环控制方程为：
Figure FDA0002077458360000022
式中，Kp3表示电流比例积分控制器中比例项系数，Ki3表示电流比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；id和iq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Ld和Lq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电感数值，ωr为其系数；
微电网孤岛运行时，其内部主控单元逆变器采用V/f控制模式，V/f控制器结构主要由电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，电压外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，此时蓄电池作为主控单元需要调节和支撑整个微电网系统的电压和频率，该主控微电源等效于传统电网系统平衡节点，内环控制的电流参考值是由电压外环决定的，将电压外环控制器的输出值通过交叉耦合补偿，得到内环控制的电流参考值，电压外环控制的控制方程为：
Figure FDA0002077458360000023
式中，Kp2表示电压比例积分控制器中比例项系数，Ki2表示电压比例积分控制器中积分项系数，1/s表示积分作用；Vd和Vq分别表示在dq参考坐标系下，主逆变器输出电压的d轴分量和q轴分量；Cd和Cq表示逆变器终端所连接的LC滤波器中电容数值，ωd和ωq为其系数，其中，Vdref和Vqref分别表示在dq参考坐标系下，电压外环参考设定值Vref的d轴分量和q轴分量,由Vref和参考频率fref决定，ωref和锁相环中角频率ω的差值进行积分得到相角θ，电压参考值计算方法如下式：
Figure FDA0002077458360000031
电压外环控制器的输出值需要通过交叉耦合补偿，消除误差，得到内环控制的电流参考值；
3)合并并离网双模式控制策略：当主控制单元的逆变器从PQ控制模式切换到V/f控制模式之后的瞬间，电流内环PI控制器的输出值需要从零状态逐步调节至稳态，在这个调节过程中，电流内环PI控制器的暂态输出值易发生突变，为避免此类现象发生，将PQ控制器与V/f控制器合并在一起共用电流内环控制部分，形成双模式合并控制器模型，主要由功率外环控制部分、电压外环控制部分和电流内环控制部分组成，主控单元逆变器处于PQ控制时的功率外环控制部分的输出值以及V/f控制的电压外环控制部分的输出值均作为同一个电流内环控制部分的输入值，逆变器在两种运行模式进行切换时，只表现为功率外环和电压外环发生了切换，电流内环没有发生改变，将主控单元逆变器PQ控制与V/f控制的电流内环控制部分合并，通过这一控制结构可以缩短切换时间，避免相关调制信号的突变；
4)调制输出信号波形：电流内环控制器得到的Vsd和Vsq经过abc/dq0坐标反变换得到三相电压调制波信号，经过SVPWM即空间矢量脉宽调制，传送到逆变器中IGBT的控制端，完成了整个控制器的控制流程。
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