微电网控制技术（第4章）思维导图

微电网的控制，绕不开一个问题：电从哪来、由谁定电压和频率。并网时答案是大电网，离网时答案是微电网自己。本章正是围绕“谁来定参考”分出主从与对等两种结构，再按并网、离网两种工况给出控制策略，最后用第 5 节把两者接起来。

CHAPTER 04

微电网
控制技术

5 节 · 5 类策略

4.1主从控制模式Master–Slave

主控 V/f 从控 PQ 集中式架构依赖通信主控承担功率差额单点失效风险主控容量需覆盖最大缺额适用于少单元孤岛系统
4.2对等控制模式Peer-to-Peer

下垂控制 P-f / Q-V 各单元地位平等即插即用免通信 / 弱通信频率电压存在稳态偏差线路阻感比影响分配环流需抑制二次调节 / 虚拟阻抗 / VSG
4.3并网运行控制Grid-tied

功率外环 + 电流内环 PLL 锁相 PQ 控制 / 恒功率因数 MPPT 最大功率跟踪低电压穿越 LVRT 防孤岛保护储能平抑波动
4.4离网运行控制Islanded

自建电压与频率 V/f 控制或下垂控制电压电流双闭环多机功率均分二次调节恢复偏差黑启动负荷分级与切负荷惯量不足 → 虚拟惯量
4.5运行状态切换控制Seamless Transfer

孤岛检测被动式 / 主动式检测盲区 NDZ 并网→离网：控制模式切换离网→并网：预同步幅值·频率·相位对齐准同期合闸冲击电流抑制

公式墙 · 本章出现的核心关系

把散落在各节里的式子集中起来，便于记。

① 下垂控制（4.2 / 4.4）

f = f₀ − k_p(P − P₀)
U = U₀ − k_q(Q − Q₀)

k_p、k_q 为下垂系数：越大则分担越多、稳态偏差越大。

② 功率缺额分配（4.1）

ΔP = P_load + P_loss − ΣP_DG
ΔP 由主控单元承担

主控必须具备双向调节能力，容量需覆盖最大可能缺额。

③ 虚拟同步机转子方程（4.4 拓展）

J·dω/dt = P_m − P_e − D(ω − ω₀)

用 J（惯量）与 D（阻尼）补足逆变器缺失的惯量，抑制频率变化率。

④ 准同期三条件（4.5）

|ΔU| ≈ 0　；　|Δf| ≈ 0　；　Δφ ≈ 0

幅值、频率、相位同时满足方可合闸，否则产生冲击电流。

Q1：主从控制和对等控制，本质区别在哪？

只在于“有没有一个单元专门负责定电压频率”。主从有主控，参考由它建立，其它跟随；对等没有主控，每个单元按同一条下垂曲线各自贡献，参考是“大家凑出来的”。由此派生出通信依赖、单点失效、扩展性等一系列差别。

Q2：并网时为什么不用 V/f 控制？

并网时电压和频率已被大电网钳死，逆变器再去“定电压”会与电网顶牛，产生环流甚至损坏器件。此时应做电流源，用 PQ 控制输出指定功率，用 PLL 跟随电网相位。

Q3：孤岛检测为什么不能只做被动式？

被动式依赖电压频率越限，当微电网功率与负荷几乎平衡时，孤岛后电压频率变化很小，检测不出，这就是检测盲区。主动式通过注入扰动制造差异，但会略微影响电能质量，实际工程多为两者结合。

Q4：“无缝切换”难在哪？

难在切换瞬间的功率与相位。并网转孤岛，储能必须在毫秒级补上缺额；孤岛转并网，微电网电压与电网的幅值、频率、相位要事先对齐，否则合闸瞬间冲击电流很大。所以要做到控制结构统一、状态机清晰、预同步到位。

先看“谁来定参考”，得到 4.1 主从 与 4.2 对等 两种结构；再看“在什么工况下定参考”，得到 4.3 并网 与 4.4 离网 两套策略；最后看“参考源怎么交接”，就是 4.5 状态切换。

把这三层想通，第4章的知识就不是五个并列的小节，而是一条从结构到工况再到过渡的完整链条。