湖南大学涂春鸣等：适用微网故障穿越的多功能并网变换器研究

近来年，分布式发电在电力系统中所占比重不断增大。多种分布式电源、能量转换装置、
本地负荷、储能系统等组成微网，其与电力系统的交互影响不容忽略。研究电网发生不同程
度故障下的并网变换器可靠运行及控制策略具有重要意义。

解决的问题

目前，针对分布式能源并网的低电压穿越问题已开展大量工作，但未充分考虑本地敏感负
荷工作的稳定性问题，以及极端电网故障如短路接地所带来的过电流问题。本文所提拓扑
与控制方法可有效抑制电压波动、谐波对微网输出功率及本地负荷的影响；当故障超出低
电压穿越(LVRT)要求，可有效限制故障过电流，保证微网安全进入孤岛模式。

重点内容及创新点

基于联合补偿思想，提出一种并网变换器拓扑及控制策略。并网装置由两个共用直流母线
的电压源型变流器组成，可实现电网电压不平衡、畸变、故障等情况下微网及本地敏感负
荷的安全稳定运行。

1）当电压跌落幅度在LVRT要求范围内，保持并联变流器不间断并网，并采取恒功率(PQ)
控制，串联变流器采取电压补偿(DVR)控制；

2）当网侧电压跌落幅度超出LVRT要求范围或网侧发生短路、接地等故障，并联变流器采
取恒压恒频V/f控制，串联变流器采取虚拟阻抗控制限制过电流，抬升本地负荷端电压。若
故障时间超出临界时间tLimit，微网从电网切除，串联变流器退出运行。

结论

多功能并网变换器综合了动态电压补偿器、故障限流器等多种设备功能，切换灵活，有效
提高了微网的故障穿越能力，保证本地敏感负荷的稳定运行。可广泛应用于小、中型微网
中，为微网柔性并网的研究提供一种新思路。