微電網(wǎng)電壓/無功協(xié)調(diào)控制綜述

黃維維，張安安，敬佳佳，陳雪松

（1．西南石油大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都　610500；2.中石油川慶鉆探工程公司安全環(huán)保質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，四川德陽　618000；3．國家電網(wǎng)四川洪雅供電有限責(zé)任公司，四川眉山　620300）

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微電網(wǎng)電壓/無功協(xié)調(diào)控制綜述

黃維維1，張安安1，敬佳佳2，陳雪松3

（1．西南石油大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都610500；2.中石油川慶鉆探工程公司安全環(huán)保質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，四川德陽618000；3．國家電網(wǎng)四川洪雅供電有限責(zé)任公司，四川眉山620300）

摘要：簡單介紹了微電網(wǎng)控制技術(shù)，對微電網(wǎng)電壓/無功功率協(xié)調(diào)控制的基本情況進行了綜述。具體給出了幾種微電網(wǎng)電壓/無功功率基本控制方法，重點介紹了幾種微電網(wǎng)電壓/無功功率組合控制策略；并對微電網(wǎng)優(yōu)化控制方法進行了歸類；指出了隨著微電網(wǎng)的發(fā)展，微電網(wǎng)電壓/無功協(xié)調(diào)控制當(dāng)前存在的問題及有待于深入研究的幾個方面。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；綜述；電壓；無功功率；協(xié)調(diào)控制；下垂控制

Project Supported by National Natural Science Foundation of China（51107107）；China Postdoctoral Science Foundation（2014M562 335）；Scientific Research and Innovation Team of Sichuan Provincial Education Department（Natural Science）（15TD0005）.

保證系統(tǒng)供電的可靠性與穩(wěn)定性是微電網(wǎng)建設(shè)的重要課題之一。近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力負(fù)荷不斷增加，微電網(wǎng)的應(yīng)用也不斷擴展。但大量微電網(wǎng)的應(yīng)用，對大電網(wǎng)的沖擊不斷增加，電網(wǎng)出現(xiàn)電壓崩潰并發(fā)展成為全網(wǎng)性事故的可能性也相應(yīng)增加[1]。因此，對微電網(wǎng)進行電壓/無功優(yōu)化控制具有重大意義。本文對微電網(wǎng)電壓/無功功率協(xié)調(diào)控制問題進行了簡單總結(jié)。

微電網(wǎng)（microgrid，MG）是由小型分布式電源DG（distributed generation，DG）、負(fù)荷以及儲能裝置等結(jié)合而成的，有并網(wǎng)和孤網(wǎng)2種運行模式，向用戶提供電能和熱能的小型可控供電系統(tǒng)。它作為配電網(wǎng)和DG連接的紐帶，由于其具有減輕環(huán)境污染、降低輸配電資源和運行費用、減少線路損耗、改善電能質(zhì)量和提高系統(tǒng)供電安全可靠性等優(yōu)點，近年來受到廣泛關(guān)注[2-3]。

研究表明，微電網(wǎng)的無功功率分配將會對微電網(wǎng)故障后系統(tǒng)內(nèi)的電壓恢復(fù)以及功率不足等問題產(chǎn)生影響[4]；同樣，無功功率不均衡將導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定，進而引起電網(wǎng)崩潰，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行[5-6]；對微電網(wǎng)的電壓/無功進行優(yōu)化控制，不但能提高電能質(zhì)量、優(yōu)化系統(tǒng)潮流，而且能降低間歇性分布式電源給配電網(wǎng)帶來的不利影響，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行[7-8]。

近來來，歐盟、美國、日本等多個國家均針對微電網(wǎng)的可靠性、靈活性以及可接入性等方面開展了試驗示范工作研究，探討系統(tǒng)的智能化、能量利用多元化等關(guān)鍵技術(shù)。我國也對微電網(wǎng)的2種運行狀態(tài)進行了實驗分析研究，試圖找到更好的控制方式來提高微電網(wǎng)的利用率[9]。

但規(guī)劃建設(shè)微電網(wǎng)必須滿足許多限制條件，考慮將這些問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題進行求解具有比較好的應(yīng)用前景。為此，本文首先對微電網(wǎng)電壓和無功功率控制的基本方法進行歸納，然后對微電網(wǎng)的電壓/無功協(xié)調(diào)優(yōu)化控制的模型和方法進行介紹，對其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了概況和分析，并對微電網(wǎng)（以下簡稱微網(wǎng)）電壓/無功功率協(xié)調(diào)控制進行了展望。

1　微網(wǎng)電壓與無功控制基本方法

由于微網(wǎng)是一個多對象、多目標(biāo)的復(fù)雜結(jié)合體，所以它的優(yōu)化問題也是一個非線性、多目標(biāo)的問題。國內(nèi)外學(xué)者針對微網(wǎng)的電壓穩(wěn)定與無功分配問題進行了多方面的研究，提出了多種電壓/無功優(yōu)化控制策略。但在眾多的電壓無功控制方法中，基于大電網(wǎng)的下垂控制方法因其具有控制簡單，不需要通信，且可靠性高、冗余度好等特點，成為使用最多且最簡單的微電網(wǎng)電壓、無功協(xié)調(diào)控制法[10-13]。本文將從微電網(wǎng)電壓和無功控制的基本法，即下垂控制法方面進行歸納總結(jié)。

1.1微網(wǎng)下垂控制法

目前，國內(nèi)外學(xué)者對微網(wǎng)的控制方式大多采用不需要網(wǎng)絡(luò)通信，且控制較方便簡單，即插即用的對等式控制方式[14-15]，其中對等控制的一個重要內(nèi)容就是將傳統(tǒng)電網(wǎng)中的功率下垂特性引入到微網(wǎng)中，形成了多種針對微網(wǎng)電壓/無功控制的下垂控制形式，如功率-頻率下垂控制[16-17]、電壓-相角下垂控制[18-21]、電壓-頻率下垂控制[22-25]，電壓-角頻率下垂控制[26-30]，倒下垂控制[31]、電壓/電壓下垂控制[32-33]、改進的電壓下垂控制[34]等，這些控制法或調(diào)整系統(tǒng)的電壓、或調(diào)整系統(tǒng)的功率、或調(diào)整系統(tǒng)的頻率，形成了微網(wǎng)中電壓/無功控制的基本方法。

1）功率-頻率下垂控制方程為：

式中：m為下垂系數(shù)；f（t）為在時間t時刻的電網(wǎng)電壓頻率；Q（t）為t時刻的無功功率；f0和Q0分別為初始頻率和初始無功功率。這種方式只適用于微電網(wǎng)中簡單且調(diào)節(jié)幅度較小的穩(wěn)定性控制。

2）電壓-相角下垂控制方程為：

式中：mu、nδ分別為電壓幅值下垂系數(shù)和相角下垂系數(shù)；分別為DG單元輸出電壓參考值和相角參考量；U0ref、δref分別為DG單元空載時輸出電壓參考值和相角參考值；P0、Q0分別為初始有功功率、無功功率。這種方式適用于微電網(wǎng)低壓運行時，系統(tǒng)中會經(jīng)常增減負(fù)載的情況。

3）電壓-角頻率下垂控制方程為：

式中：mu、nω分別為電壓、角頻率的下垂系數(shù)；分別為DG單元的電壓、角頻率參考量；U0ref、ωref分別為DG單元空載時電壓、角頻率參考值；P0、Q0分別為初始有功功率、無功功率。這種控制方式適用于微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率能自身調(diào)節(jié)，而孤島運行時就地控制單元不能自動跟蹤負(fù)荷變化維持系統(tǒng)電壓和頻率穩(wěn)定的情況。

4）電壓-頻率下垂控制方程為：

式中：mp、nq分別為有功功率和無功功率下垂系數(shù)；ui、fi分別為電壓和頻率；分別為電壓基準(zhǔn)值和頻率基準(zhǔn)值；分別為有功功率和無功功率基準(zhǔn)值；Pi、Qi分別為初始有功功率、無功功率。這種控制方式適用于微電網(wǎng)并網(wǎng)的情況。

5）倒下垂控制。為了使DG單元補償微電網(wǎng)中含非線性不平衡負(fù)荷，并能夠自動承擔(dān)解決從并網(wǎng)到孤網(wǎng)時微電網(wǎng)中功率不足、轉(zhuǎn)換過程中頻率波動的問題，提出增加倒下垂控制的方式：

式中：m1和n1為設(shè)置的下垂系數(shù)；ΔP、ΔQ分別為電壓源逆變器（VSI）測量的電壓幅值和頻率變化得到的有功和無功功率修正值；V0、f0分別為公共連接點電壓幅值、頻率；f為微電網(wǎng)的實際頻率；V為DG單元的有效電壓值。

6）電壓/電壓下垂控制。使用電壓/電壓下垂控制（即Vg/Vd）來平衡微電網(wǎng)中的有功功率?？刂破魇褂贸跏茧妷涸吹闹绷髂妇€電壓Vdc作為生產(chǎn)的直流電源和傳送的交流電源的差值度量，使Vg保持在耐受電壓帶內(nèi)。這種方式只適用于系統(tǒng)中有功和電壓的微調(diào)。

7）改進的電壓下垂控制器。除了針對微電網(wǎng)的下垂控制方法外，還有基于電壓下垂控制的改進下垂控制法，該方法的下垂特性曲線基于局部載荷無功功率消耗而動態(tài)變化，數(shù)學(xué)模型為：

式中：n為下垂系數(shù)；Eref、E0分為基準(zhǔn)電壓、DG單元的標(biāo)準(zhǔn)電壓；QDG為輸出的無功功率；Qlocal為通過LPF獲得的平均局部無功功率；nd為無功功率導(dǎo)數(shù)增益；式（6）中，n值定義為：

式中：Qmax為DG單元能夠注入電網(wǎng)的最大無功功率；ΔE為標(biāo)準(zhǔn)電壓限制在5%內(nèi)的電壓偏移。

對DG單元低頻模型增加局部無功功率情況進行零極點圖分析，當(dāng)下垂曲線斜率n增加時，分布式發(fā)電單元感性無功功率補償減少到Qmax－Qlocal，電容性無功功率增加到Qmax+Qlocal。通過這樣的方式改變下垂曲線特性，達到無功功率重新分配的目的。

但單一的下垂控制法對微網(wǎng)電壓與無功的調(diào)節(jié)作用不明顯，并且不能快速響應(yīng)，系統(tǒng)存在頻率容易發(fā)生偏移，輸出功率易受到頻率和電壓波動的影響，微網(wǎng)電能利用率低等問題。

1.2微網(wǎng)下垂控制組合法

國內(nèi)外學(xué)者在對微網(wǎng)進行控制時除了考慮使用單純的下垂控制法以外，更有的學(xué)者綜合考慮幾種無功協(xié)調(diào)控制方法，將下垂控制法與其他控制法相結(jié)合，形成微網(wǎng)中電壓/無功功率組合協(xié)調(diào)控制方案，共同調(diào)節(jié)微網(wǎng)中的電壓/無功功率。下面介紹幾種具有代表性的微網(wǎng)電壓/無功組合優(yōu)化方法。

1.2.1下垂控制與PQ控制或與VSI控制組合法

微網(wǎng)中的微電源通過逆變器產(chǎn)生交流電，從而形成接入微電網(wǎng)的DG單元，其中的換流裝置一般采用PQ控制或電壓源逆變器（VSI）控制。采用PQ控制的逆變器可以等效為電流源，輸出功率由設(shè)定的功率值決定，不受系統(tǒng)內(nèi)部功率變化影響。VSI控制的逆變器可以等效為電壓源，其輸出功率隨微電網(wǎng)內(nèi)部功率變化[18，24]。

PQ控制器主要由功率計算單元、鎖相環(huán)、電流環(huán)控制和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換組成。而VSI控制器主要由功率計算單元、功率控制、電壓電流雙環(huán)控制和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等部分組成。通過2種控制器作用就能得到下垂法控制中需要的調(diào)節(jié)參數(shù)，最終恒定微網(wǎng)中的電壓值和無功功率值，使之達到動態(tài)平衡，以保持電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行。

這種組合方式可有效加快控制系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)速度，抑制負(fù)荷變化帶來的電壓和頻率波動，適用于微電網(wǎng)2種運行方式切換的情況，但這2種組合法參數(shù)依賴微網(wǎng)實際參數(shù)值，當(dāng)微網(wǎng)電壓波動較大時，引起控制參數(shù)不穩(wěn)定，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2.2下垂控制與引入虛擬阻抗組合法

微網(wǎng)中引入虛擬電阻可以抑制系統(tǒng)中的逆變器并聯(lián)運行時產(chǎn)生的環(huán)流；引入虛擬電抗可以實現(xiàn)有功功率和無功功率的解耦，同時能夠減少硬件投資[35]。國內(nèi)外許多學(xué)者在對微網(wǎng)的控制進行研究時，常將下垂控制方法與引入虛擬阻抗方法進行組合，共同調(diào)節(jié)微網(wǎng)的電壓和無功功率。這種組合方式適用于DG單元輸出電壓有差別的情況。

在微網(wǎng)DG單元的控制結(jié)構(gòu)中引入虛擬阻抗回路，逆變器的等效輸出阻抗就按照輸出電壓基準(zhǔn)vref和輸出電流i0成比例下降而改變[29]：

式中：v0為電路內(nèi)環(huán)的輸入?yún)⒖茧妷?；為逆變器引入虛擬阻抗后新的等效輸出阻抗；Rd為線路中隨頻率變化的輸出電阻；Z0（s）為輸出阻抗傳遞函數(shù)。

文獻[23]中，使用逆變器輸出的電流與虛擬阻抗計算電壓降，并從指令電壓中減去該電壓降，得到實際阻抗：

1.2.3下垂控制與數(shù)學(xué)算法組合法

有關(guān)電力系統(tǒng)的許多研究都有仿真建模的部分，建立系統(tǒng)元件的數(shù)學(xué)模型是電力系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)。有效的數(shù)學(xué)算法是仿真快速、穩(wěn)定及平衡的基礎(chǔ)，將一些有效的數(shù)學(xué)算法添加入微網(wǎng)下垂控制中，能快速找到系統(tǒng)電壓/無功控制的平衡點。

其中粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）因為其高速的尋優(yōu)能力和快速的收斂性，多被引用于微電網(wǎng)無功優(yōu)化控制中，如文獻[31]中將PSO智能搜索算法添加到DG單元的電壓-頻率下垂控制中，將當(dāng)前找到的最好的參數(shù)值作為初始值，同時能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的多個參數(shù)都設(shè)定為控制目標(biāo)，實時自動調(diào)整功率控制參數(shù)，保證微電網(wǎng)處于最佳功率控制狀態(tài)。粒子群迭代方程為：

式中：c1和c2分別為[0，2]之間的系數(shù)；r1和r2為對每個速度更新產(chǎn)生的隨機值；Xkpbest和Xkgbest分別為目前在取得群精益基礎(chǔ)上全局獲得的最好位置和目前基于自己最好位置而取得的本地最好位置；Vki和Xki為i粒子的速度和位置。

與下垂控制組合的眾多的數(shù)學(xué)算法中，粒子群算法是最常使用的，也有一些其他算法與下垂控制法相組合，如文獻[36]中提出一種基于dq坐標(biāo)瞬時功率理論的補償算法，計算出VSI的參考電流，能實現(xiàn)微電網(wǎng)不同運行方式的平滑轉(zhuǎn)換，保證系統(tǒng)中的功率平衡。文獻[37]中將包含風(fēng)電的微電網(wǎng)最佳運轉(zhuǎn)計劃中的其他單元處理成混合整數(shù)二次規(guī)劃問題，能夠有效控制發(fā)電機組和存儲系統(tǒng)，保證系統(tǒng)中電壓穩(wěn)定以及無功平衡。

1.2.4其他與下垂控制組合的方法

在對微電網(wǎng)進行控制時，除了1.2.1～1.2.3 3種組合法外，學(xué)者們還提出了許多其他與下垂控制組合的方式。

為了抑制由于微網(wǎng)中輸出電壓幅值差異而形成的微源間無功換流，文獻[38]將電壓幅值反饋控制策略引入到下垂控制中，有效提高微網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。為了適應(yīng)孤網(wǎng)運行的微網(wǎng)小規(guī)模和大數(shù)量的間歇式電源，文獻[17]中提出增加一些靈活的附加裝置來提高電能質(zhì)量，如將存儲元件控制技術(shù)添加到下垂控制中，有利于系統(tǒng)中對DG單元的協(xié)調(diào)整合，也有利于微電網(wǎng)中對功率的協(xié)調(diào)控制。

考慮在微網(wǎng)中引入虛擬阻抗解決了功率解耦問題，專家學(xué)者也考慮引入其他虛擬部分來解決一些其他問題，如文獻[32]中在逆變器輸出端增加虛擬電容器來調(diào)整輸出的無功功率，再與下垂控制法結(jié)合，使系統(tǒng)達到動態(tài)平衡狀態(tài)；文獻[19]中提出虛擬頻率的概念，使更容易確定系統(tǒng)中的控制系數(shù)，實現(xiàn)微網(wǎng)中功率平衡，提高電能質(zhì)量；文獻[22]中引入虛擬發(fā)電機，實現(xiàn)了直接調(diào)節(jié)虛擬發(fā)電機功角，即可對DG輸出功率的進行解耦控制，避免了解耦控制期間復(fù)雜的中間步驟；文獻[39]設(shè)計虛擬的同步發(fā)電機解決了微電網(wǎng)逆變器輸出阻抗小、阻尼小的問題，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2　微網(wǎng)電壓/無功優(yōu)化控制方法

微網(wǎng)的無功協(xié)調(diào)控制問題其本質(zhì)也屬于無功優(yōu)化分配問題，國內(nèi)外學(xué)者提出了多種將無功控制的問題轉(zhuǎn)化為無功優(yōu)化問題進行求解的方法，并針對其不同的優(yōu)化算法角度，大致歸納為以下幾大類。

2.1數(shù)學(xué)解析法

數(shù)學(xué)解析法是認(rèn)識世界的基本工具，也是國內(nèi)外學(xué)者在研究微網(wǎng)時使用最多的工具，如用數(shù)學(xué)模型建立微網(wǎng)仿真分析系統(tǒng)運行的多種情況，用數(shù)學(xué)計算解析系統(tǒng)的控制參數(shù)，用歸納法分析計算結(jié)果，找到能以點帶面的關(guān)鍵因子，最終達到控制系統(tǒng)電壓/無功功率、使系統(tǒng)保持平衡狀態(tài)的目的。

文獻[40]首先探討了無功功率在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行時擔(dān)任穩(wěn)定系統(tǒng)的重要角色，并將靈敏度因子的概念應(yīng)用于弱負(fù)荷節(jié)點的電壓調(diào)節(jié)上，最終將微網(wǎng)中微源的無功功率最優(yōu)分配表述為一個線性規(guī)劃問題，這樣就能夠針對微網(wǎng)變化較多的情況實現(xiàn)實時快速控制。但在考慮無功最優(yōu)分配時，將微網(wǎng)考慮為線性問題是不符合實際情況的，因為微網(wǎng)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。

文獻[41]則基于含有風(fēng)力發(fā)電的微網(wǎng)，提出一種從柔性交流傳輸系統(tǒng)（FACTS）設(shè)備到風(fēng)電場之間無功功率進行規(guī)劃的方法，將粒子群算法（PSO）應(yīng)用到尋找無功功率規(guī)劃的最優(yōu)方案中，能快速確定定位風(fēng)電場和FACTS設(shè)備的最優(yōu)位置，并且在微網(wǎng)中添加補償裝置，用于確定無功功率的注入量，提高了暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，減少了有功功率損耗以及無功注入源。

2.2物理補償方法

在微網(wǎng)中，有時僅憑借調(diào)節(jié)參數(shù)來改變系統(tǒng)的電壓值和功率值不能滿足系統(tǒng)要求快速達到穩(wěn)定平衡的目的，這時就需要在某些位置添加無功補償裝置。如文獻[8]提出了一種在含有微網(wǎng)的配電網(wǎng)中通過靜止同步補償器（DISAICOM）與微網(wǎng)構(gòu)成無功電壓協(xié)同控制系統(tǒng)的方法，系統(tǒng)由較小容量的DSTATCOM作為連續(xù)子系統(tǒng)進行快速連續(xù)無功調(diào)節(jié)，并由微網(wǎng)作為離散子系統(tǒng)提供較大容量的無功功率，協(xié)同實現(xiàn)對配網(wǎng)中無功功率的分配管理。文獻[42]提出在微網(wǎng)孤網(wǎng)運行時，一種由分布式發(fā)電單元和DSTATCOM協(xié)調(diào)控制無功功率的方法，并針對該無功補償方法設(shè)置回路簡單通信，達到對系統(tǒng)快捷有效的無功調(diào)節(jié)。文獻[32]提出在DG單元的逆變器輸出端并聯(lián)電容器實現(xiàn)對無功功率的調(diào)整控制。

微網(wǎng)孤網(wǎng)與并網(wǎng)運行之間的平滑轉(zhuǎn)化問題的目的在于，減少微網(wǎng)并網(wǎng)時對大電網(wǎng)的沖擊與損耗，屬于物理補償?shù)牧硪环矫?，國?nèi)外學(xué)者在研究這個問題時提出了多種并網(wǎng)技術(shù)，如文獻[43]用用戶自定義的光伏陣列控制元件和最大功率追蹤控制元件來控制三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。文獻[44]針對同步發(fā)電機的同步逆變器，將同步發(fā)電機的準(zhǔn)同步并網(wǎng)技術(shù)與同步逆變器相結(jié)合而實現(xiàn)逆變器的快速友好并網(wǎng)。文獻[45]為解決光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的能源利用率低、對電網(wǎng)沖擊大的問題，提出一種將光伏陣列經(jīng)DC-DC電路與模塊化多電平換流器子模塊相連而構(gòu)成的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。

2.3隨機優(yōu)化方法

含風(fēng)電場或含光伏發(fā)電的微網(wǎng)中不確定因素很多，它的無功功率調(diào)度問題和分配問題對電網(wǎng)正常供電都有很大影響。國內(nèi)外學(xué)者在研究這一問題時，也提出了不少方法來調(diào)試存在眾多不定因子的微網(wǎng)。

文獻[46]提出一種隨機編程算法，該算法首先找到當(dāng)風(fēng)速是一個概率變化時，每個分布式發(fā)電在V-Q曲線中的最優(yōu)運行點，再用仿真方法找到分布式發(fā)電的最優(yōu)運行策略，最后確定PSO為該隨機編程算法的最優(yōu)方法。文獻[47]根據(jù)不同類型電源出力概率模型，采用蒙特卡洛法模擬電源出力，結(jié)合確定性潮流算法建立隨機潮流計算方法，并采用PSO求解，得到不同電源配置方案下孤島微網(wǎng)的節(jié)點電壓越限率，以此評價方案的可靠性。PSO在處理目標(biāo)函數(shù)問題時因其易實現(xiàn)、數(shù)學(xué)邏輯基礎(chǔ)簡單及目標(biāo)函數(shù)有較強的靈敏性等優(yōu)點，在隨機優(yōu)化時倍受專家學(xué)者的關(guān)注。

2.4多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)

微網(wǎng)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，含有微網(wǎng)的配電網(wǎng)更加復(fù)雜多變，在對它們進行分析處理時，不能夠簡單地統(tǒng)一為線性問題，使用多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)是當(dāng)前解決非線性問題的有效方法[41，48]。并且在求解微網(wǎng)或含微網(wǎng)的配網(wǎng)中的最優(yōu)問題時，針對多目標(biāo)函數(shù)的處理，國內(nèi)外學(xué)者提出多種方式。如將多目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)函數(shù)進行求解。文獻[49-50]通過模糊理論將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)函數(shù)，再采用智能優(yōu)化方法求解。文獻[51-52]通過權(quán)重法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)后求解最優(yōu)值。

也有直接用多目標(biāo)優(yōu)化方法求解多目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值的方法，如文獻[53-54]提出構(gòu)建含DG的配電網(wǎng)多目標(biāo)無功優(yōu)化模型，運用自適應(yīng)多目標(biāo)粒子群（AMOPSO）算法求解其無功優(yōu)化最優(yōu)值。文獻[41]中針對MG中考慮定速風(fēng)力發(fā)電機的不確定性提出一種多目標(biāo)優(yōu)化無功功率策略，利用粒子群優(yōu)化算法與模糊目標(biāo)函數(shù)有效解決了4階段多目標(biāo)優(yōu)化問題。

3　結(jié)語

本文關(guān)于國內(nèi)外微網(wǎng)電壓/無功協(xié)調(diào)控制問題的研究現(xiàn)狀和重要成果進行了綜述。由綜述可知，針對微網(wǎng)的研究涉及范圍還比較狹隘，分布式電源的無序接入對電網(wǎng)電壓和供電質(zhì)量等方面帶來了許多問題，微電網(wǎng)技術(shù)無疑是解決這些問題的有效方法，國內(nèi)外許多學(xué)者都針對其并網(wǎng)和孤網(wǎng)2種運行狀態(tài)下的電壓和無功功率平衡問題進行了研究，但研究內(nèi)容大多集中于微網(wǎng)或含微網(wǎng)的配電網(wǎng)中，對含微網(wǎng)的多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)間無功功率控制問題少有提及。含微網(wǎng)的多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)間無功協(xié)調(diào)控制是一個有待解決的復(fù)雜問題。微電網(wǎng)能有效降低或消除分布式電源直接接入大電網(wǎng)所產(chǎn)生的負(fù)面影響，為新能源及可再生能源并網(wǎng)發(fā)電提供了有效的途徑；并且目前微電網(wǎng)技術(shù)在我國已經(jīng)興起[54]，因此對微電網(wǎng)進行深入研究具有重大意義。

中國是一個大國，針對各地環(huán)境或政策等差異，將大電網(wǎng)等值成多個區(qū)域進行研究更實際可行。目前已有許多這樣的多區(qū)域等值法，有的是根據(jù)電網(wǎng)電壓等級來進行劃分，也有的根據(jù)地區(qū)來劃分，但將微電網(wǎng)考慮為多區(qū)域中的一部分進行等值研究的情況還比較少，這不僅是多區(qū)域等值法研究的重要部分，也是對微網(wǎng)進行深入研究的重要方面，具有比較實際的意義。

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黃維維（1990—），女，碩士研究生，研究方向為微電網(wǎng)仿真與控制；

張安安（1977—），男，博士（后），副教授，IEEE會員，青年專家，主要研究方向為電壓無功優(yōu)化和海上電氣系統(tǒng)控制；

敬佳佳（1983—），男，博士（后），主要從事海洋油氣裝備檢測及完整性評估技術(shù)研究工作。

（編輯董小兵）

An Overview on Micro-Grid Voltage/ Reactive Power Coordinated Control

HUANG Weiwei1，ZHANG An’an1，JING Jiajia2，CHEN Xuesong3
（1. College of Electrical and Information Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，Sichuan，China；2. Safety and Environmental Quality Supervision and Inspection Institute of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company，Deyang 618000，Sichuan，China；3. State Grid Sichuan Hongya Power Supply Company Limited，Meishan 620300，Sichuan，China）

ABSTRACT：This paper，first of all，makes a brief introduction to the micro-grid control technology and then presents a summary of the voltage/reactive power coordinated control of the micro-grid. The paper gives several specific micro-grid voltage/ reactive power control methods with focus on several combined control strategies of the micro-grid voltage/reactive power，and classifies the micro-grid optimization and control methods. Furthermore，the paper highlights the existing issues and some aspects to be further studied in the micro-grid voltage/reactive power coordinated control with development of micro-grid.

KEY WORDS：micro-grid；overview；voltage；reactive power；coordinated control；droop control

作者簡介：

收稿日期：2015-04-20。

基金項目：國家自然科學(xué)基金（51107107）；中國博士后基金（2014M562335）；四川省教育廳科研創(chuàng)新團隊（自然科學(xué)）（15TD0005）資助項目。

文章編號：1674- 3814（2016）03- 0050- 08

中圖分類號：TM61；TM712

文獻標(biāo)志碼：A