微电网你并网运行
微电网离网运行到并网运行的切换方法
专利名称：微电网离网运行到并网运行的切换方法
专利类型：发明专利
发明人：史伟,陈虹,承昊新,杨晓林,赵清源,殷烨虹,陆芸,王数申请号：CN202111353564.X
申请日：20211116
公开号：CN113972695A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种微电网离网运行到并网运行的切换方法，包括以下步骤：将VSG控制二次调频和二次调压的参考值设定为配电网的频率和所述配电网的电压；检测所述配电网的电压的幅值和相位；根据所述配电网的电压的幅值对所述微电网的电压的幅值进行幅值预同步控制；根据所述配电网的电压的相位对所述微电网的电压的相位和进行相位预同步控制；闭合所述微电网的公共连接点与所述配电网之间的开关，以使所述微电网从离网运行切换为并网运行。
本发明能够实现微电网离网运行到并网运行的平滑切换，对微电网无冲击，保证电力系统的安全。
申请人：国网江苏省电力有限公司常州供电分公司,国网江苏省电力有限公司,国家电网有限公司地址：213000 江苏省常州市局前街27号
国籍：CN
代理机构：常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：陈红桥
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微电网操作与控制
微电网操作与控制微电网（Microgrid）是指由多种不同的分布式能源资源、负荷和能量储存设备组成的小型电力系统。
它具有自主运行、互联互通和可控性强的特点，已成为解决能源转型和可持续发展的重要手段。
本文旨在探讨微电网的操作与控制策略，帮助读者更好地理解和应用微电网技术。
一、微电网概述微电网由分布式能源资源（如光伏发电、风力发电等）、负荷（如住宅、商业建筑等）和能量储存设备（如储能电池等）组成，形成一个相对独立的电网系统。
与传统的中央电网系统相比，微电网更加灵活和可靠，并且具备自主控制和管理的能力。
二、微电网的运行模式微电网的运行模式可以分为三种：独立运行模式、与主电网并网运行模式以及与主电网脱网运行模式。
1. 独立运行模式在独立运行模式下，微电网与主电网完全隔离，完全依靠分布式能源和能量储存设备供电。
这种模式适用于一些远离主电网的地区，比如岛屿、山区等。
2. 与主电网并网运行模式与主电网并网运行是微电网最常见的工作方式。
在这种模式下，微电网可以通过电网互联与主电网交换电能，在能源供应不足时从主电网购电，能源供应充足时则可以将多余的电能卖回主电网。
3. 与主电网脱网运行模式与主电网脱网运行是指微电网不再与主电网交换电能，完全依靠自身的分布式能源和能量储存设备运行。
这种模式适用于一些需要独立供电的环境，比如远离城市的无人岛屿、油气开采现场等。
三、微电网的操作与控制策略为了实现微电网的安全稳定运行，需要采取一系列的操作与控制策略，具体如下：1. 能源管理和优化策略能源管理和优化是微电网操作与控制的核心任务。
通过合理调度和分配分布式能源资源，最大限度地提高能源利用效率，并确保电网系统的稳定运行。
包括实时监测和管理能源供需平衡、优化能源调度策略、灵活控制充放电等。
2. 集中与分散控制策略微电网的控制可分为集中控制和分散控制两种方式。
集中控制指的是通过一个中心控制单元实现对整个微电网的控制和管理。
分散控制则是将控制功能分散到各个设备上，通过设备之间的通信和协调实现微电网的控制。
微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略
微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略【摘要】光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。
本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略，确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。
根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计，并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真，仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。
【关键词】光伏微网；微网逆变器；并网；离网微网是一种由负荷和各种微型电源共同组成的系统，它可以同时提供电能和热量。
光伏微网发电技术是介于离网型光伏发电和并网型光伏发电之间的前沿技术，既结合了两种技术优点，又克服了并网型光伏发电只能将能量输送到电网所带来的缺陷，并且可以解决离网型光伏发电效率低下的问题，在国际上受到了广泛的重视，有实际的研究价值。
1.微网逆变器的工作模式1.1 并网工作模式在太阳光照充足的情况下，微网逆变器一般工作于并网模式，除了保证本地重要负载正常工作外，还可把多余的电能输送给电网，可等效于传统的并网型逆变器。
根据控制对象的不同，并网逆变器的输出控制方式有电压控制和电流控制两种，在逆变器与电网进行并联运行时，电网可看作一个容量无穷大的交流电压源，如果用电压型控制，则与电网之间很容易产生环流，所以并网逆变器的输出经常采用电流型控制，只要将逆变器的输出电流跟踪电网电压，同时设定输出电流的大小，就可以实现稳定并网运行，其控制方法相对简单，效果也较好。
1.2 离网工作模式具有离网单独运行的能力是微网逆变器最重要的特点之一。
当电网出现故障时，信号采样电流检测到电网故障，发出电网故障信号，经过DSP处理，发出指令，微网逆变器切换到离网模式，通过断开静态开关，利用蓄电池的储能，为本地重要负荷提供不间断供电，保证重要负荷供电的可靠与稳定。
微网逆变器离网运行的输出控制法也可分为电流型控制法和电压型控制法。
微电网你并网运行
摘要微电网为新能源并网发电规模化应用提供了有效技术途径，微电网技术可以对分布式电源进行有效管理，降低分布式电源对大电网安全运行的影响，有助于实现分布式电源的“即插即用”，同时可以最大限度地利用可再生能源，符合我国新能源发电和可持续发展战略的要求。
随着微电网技术不断发展的新需求，微电网中微电源的协调控制、微网运行模式切换等诸多问题亟待解决，因此，本文将从微电网的控制系统角度进行研究，以实现微网技术的规模化应用。
首先，本文系统详细的阐述了微网主要的整体控制策略以及微电源逆变器接口侧的控制方法，并对各种控制策略的工作原理、适用范围以及优缺点进行分析；其次，提出了基于P-f /Q-V下垂控制的微网功率最优分散协调控制方法。
针对微电网功率分配因微电源到负荷线路的影响而分配不合理的问题进行了深入的研究;分析了传统P-f /Q-U下垂控制的缺点，给出了P-f/Q-V下垂控制方法，建立了微网的数学模型，通过部分输出量反馈最优分散协调控制方法，使微网在实现微电源功率合理分配的基础上，保证电压和频率处在正常范围内，仿真结果表明微电网在输出有功功率分配不受影响的前提下，输出无功功率的分配情况得到明显的优化，而且微网始终处于稳定运行状态。
最后，提出了将对等控制与主从控制相结合的控制策略。
针对微网运行模式转换时存在的问题，给出了符合我国国情的微电网运行模式转换的条件，通过分析对等控制以及主从控制在微网运行模式切换时的优缺点，提出了将两者相结合的控制策略，并结合控制器状态跟随的平滑切换控制方法实现了微网运行模式的平滑、可控切换，减小了切换过程对微网的冲击，通过仿真实验验证了该控制策略的可行性。
关键词:微网;功率分配;协调控制;并网运行模式;孤岛运行模式目录摘要目录第1章绪论1.1课题研究背景1.2微电网的研究现状与前景1.2.1微电网的定义1.2.2国内外微电网的研究现状与概况1.3微电网运行控制研究现状与发展趋势1.3.1系统控制层面1.3.2分布式电源控制层面1.3.3微电网运行层面1.4本文所做的工作第2章微电网内分布式电源仿真建模与特性分析 2.1光伏发电系统建模及仿真2.1.1光伏电池数学模型2.1.2光伏电池建模与特性2.1.3 MPPT最大功率点跟踪原理与建模2.1.4光伏Boost升压控制器2.1.5光伏发电系统特性分析2.2微型燃气轮机发电系统建模及仿真2.2.1微型燃气轮机系统结构2.2.2永磁同步发电机模型2.2.3微型燃气轮机的整流器的控制 2.2.4微型燃气轮机特性仿真2.3蓄电池模型2.3.1蓄电池通用模型2.3.2蓄电池双向DC仍C变换器2.3.3蓄电池系统充放电仿真分析 2.4本章小结第1章绪论1.1课题研究背景能源与工业生产、交通运输、国防建设以及人类的日常生活各方面息息相关，在社会发展的进程中扮演着至关重要的角色。
并网运行的微电网系统设计论文
毕业设计（论文）.并网运行的微电网系统设计摘要微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。
随着电网中分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当今电网的负荷越来越大，随之而来的是问题不断的增多，解决当今电力系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。
文中介绍了微电网的应用现状与发展趋势的研究，并设计简单的微电网。
首先，介绍了当今电网的一个整体局面，并阐述了本文的选题背景与意义。
从微电网的概念、结构、整体单元、储能元件、模型、微电网的优点以与微电网与局部电网的连接等方面来简单的介绍微电网。
其次，对分布式电源进行介绍和研究，本文主要介绍三种分布式电源，风力发电机、光伏电源和微型燃气轮机。
第三，介绍了本次设计的微电网模型并使用PSCAD进行仿真，对仿真结果进行简要分析。
[关键词]微电网；分布式电源；风力发电；光伏电源；微型燃气轮机；Parallel operation of the power grid systemdesignABSTRACTThe grid has become some developed countries solve many of the issues the power system is an important auxiliary means, so distributed power generation is 21 century the important direction of electric power industry. With the power of distributed power generation system number of increasing, especially based on renewable energy grid generation device in the distributed power generation system of the applications of the increasingly widespread, along with the progress of science andtechnology in the world, the load of the power grid is more and more big, the problem is with unceasingly increasing, solution to today's power system, there are many problems have become the researchers first class.This paper introduces the present situation of the application of the power grid and the development trend of the research, and design simple micro power grid. First, this paper introduces the grid a whole situation, and expounds the ?[Key words]目录第一章绪论随着经济社会的发展，能源供需矛盾和环境问题压力将会进一步显现，能源结构也将面临重大挑战。
新能源电网中微电源并网的控制方法探讨
新能源电网中微电源并网的控制方法探讨摘要：微电网作为当前环境中电力系统的发展方向，受到了各界广泛关注。
微电网在运行状态中，对逆变器的控制提出了较高要求，为了保障电能质量达标，技术人员需要保障频率、电压值被控制在合理范围中，因此有效解决并联组网问题，对微电网的发展具有重要意义。
关键词：新能源电网；微电源；并网控制1、微电网的基本结构微电网的构成要素包括：控制系统、储能装置、电力负荷等，电力电子作为电网和微电源的接口，能够保障系统正常运行。
为了保障电力负荷中的电能发挥作用，微电网的运行模式通常为：单独运行、并网运行。
当电能质量不符合系统规范时，微电网能够及时启动独立运行状态。
微电网呈放射状，通过外部电网与静态开关相连接。
微电网系统被静态开关划分为两个模块：馈线在连接过程中设置了微电源，支持本地供电。
当电网发生故障后，电网将进入独立运行状态；当非敏感负荷和馈线相连后，电网能够承载这些部件的运行。
由于微电网配置中设有潮流控制器、能量管理器，因此技术人员能够对微电网进行科学控制。
当负荷出现变化后，潮流控制器会参照电压情况、频率值进行潮流参数调整工作，对微电源的功率进行合理的减少、增加，可以达到整个微电网系统的平衡效果。
2、微电源定义及分类所谓的微电源就是指微电网中的逆变器、分布式电源及储能装置，其大致可以分为以下两类：第一类，传统的电机，如小型柴油发电、水力发电、潮汐和生物能发电。
第二类是与电网直接相连的电力电子型电源，同时也叫做逆变电源。
将逆变电源进行细分又可以分为以下类别：①燃料电池、飞轮储能、储蓄电池等直流电源；②小型燃气轮机、小型风力发电等高频交流电源，这种电源通过整流、逆变转化为交流。
由于第二类电源在微电网中具有明显的优势，因此未来的逆变电源将会发展的十分迅速，与常规电源相比，它的电压调整和控制方式比较特殊，因此需要制定相应的控制策略，来实现大规模微电源并入电网。
3、新能源电网中微电源并网控制对策3.1控制策略综述①电压的要求。
并网微电网运营方案
并网微电网运营方案一、背景介绍随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，传统的中央化电网已经难以满足当前的能源需求和环境保护的要求。
而新型的并网微电网作为一种全新的能源管理模式，被广泛应用。
并网微电网通过将可再生能源、储能设备和智能电网技术集成在一起，可以实现能源供给的去中心化，提高电网的可靠性和灵活性，减少能源浪费和碳排放。
因此，为了更好地推进并网微电网的发展，我们需要建立一套完善的运营方案，以确保并网微电网的顺利运行和可持续发展。
二、运营目标我们的运营目标是通过建立高效、安全、可持续的运营机制，实现并网微电网的稳定运行和长期发展。
具体的运营目标包括：1.完善的监控系统：建立全面的监控系统，实时监测并网微电网的运行情况，及时发现和解决潜在问题，确保并网微电网的稳定运行。
2.匹配的运营策略：制定适合并网微电网特点的运营策略，包括电价制度、能源调度、维护管理等，以最大程度地提高并网微电网的运行效率和经济性。
3.安全可靠的运行保障：确保并网微电网的安全可靠运行，有效应对各类运行风险，减少因运行故障带来的损失。
4.可持续发展：致力于推进并网微电网的技术发展和升级，提高能源利用效率，降低碳排放，并促进并网微电网的可持续发展。
三、运营组织结构1.运营总负责人：负责制定并网微电网的运营策略和发展规划，协调各个部门的工作，推动并网微电网的稳定运行和长期发展。
2.技术支持部门：负责并网微电网的技术研发和升级，包括设备维护、技术支持、故障排查等工作。
3.运营管理部门：负责制定并实施并网微电网运营管理规范，包括电价制度、能源调度、安全管理等。
4.监控中心：负责实时监测并网微电网的运行情况，及时发现和解决问题，确保并网微电网的稳定运行。
四、运营流程1.设备检修：定期对并网微电网的各项设备进行检修和维护，确保设备的正常运行。
2.能源调度：根据实际情况对可再生能源和储能设备进行合理分配和调度，最大程度地提高能源利用效率。
微电网并网与孤岛运行模式切换的研究
参考内容
随着能源结构和电力系统的发展，微电网作为一种新型的电力系统和能源形态， 逐渐得到了广泛的和应用。微电网主要由分布式电源、储能装置、负荷等组成， 通过先进的控制技术和调度策略，实现电力系统的稳定、经济、安全运行。本 次演示将围绕微电网变流器并网运行及并网和孤岛切换技术展开研究。
一、微电网变流器并网运行
一、微电网的结构与运行方式
微电网是由分布式电源、储能装置、负荷、电力电子装置等组成的微型电力系 统。它具有独立、自治、灵活的特点，可以满足区域内重要负荷的持续可靠供 电需求。微电网的结构和运行方式因不同国家和地区而异，但通常都包括并网 运行和孤岛运行两种模式。
并网运行模式下，微电网通过公共耦合点（PCC）与大电网进行电能交换，大 电网为微电网提供电压和频率支撑，微电网则根据需求向大电网输送电能。孤 岛运行模式下，微电网断开与大电网的连接，依靠自身的分布式电源和储能装 置提供电能，保障重要负荷的持续供电。
为了实现平滑切换，首先需要准确快速地检测到电网故障或电能质量不达标的 情况。常用的故障检测方法包括基于电气量的故障检测、基于信号的故障检测 和基于人工智能的故障检测等。通过实时监测电压、电流等电气量，以及分析 功率不平衡等信号特征，可以有效地检测到电网故障。同时，利用人工智能算 法可以对电能质量进行评估和预测，提前发现潜在的电能质量问题。
二、微电网平滑切换控制策略
平滑切换控制策略是实现微电网由并网运行模式到孤岛运行模式无缝切换的关 键。在平滑切换过程中，微电网需要快速、准确地检测到电网故障或电能质量 不达标的情况，并立即进行运行模式的转换。同时，为了确保转换过程中的稳 定性和连续性，还需要采取相应的控制措施。
1、故障检测与识别
（2）电源稳定性问题：在切换过程中，微电网的电源稳定性可能会受到影响。 为了解决电源稳定性问题，可以对微电网的电源进行控制和管理，以保证微电 网的稳定运行。
微电网运行与控制3
微电网的结构和组成
电源：分布式电源，如光伏、 风电等
储能装置：电池储能、超级电 容储能等
负荷：工业、商业和居民用电 负荷
控制系统：用于监控和控制微 电网的运行
微电网的特点和优势
独立性：微电网能够独立运行，不受大电网故障的影响。 高效性：微电网能够实现能源的优化配置，提高能源利用效率。 灵活性：微电网能够根据用户需求进行灵活调整，满足多种场景的应用需求。 环保性：微电网采用可再生能源，具有环保、低碳的特性，符合可持续发展要求。
独立运行方式
定义：微电网在孤岛上运行，与外部电网断开连接 特点：独立控制、自我平衡、频率稳定 适用场景：偏远地区、海岛等 优势：提高能源利用效率、减少对外部电网的依赖
切换运行方式
并网运行：微电网与 大电网相连，利用大 电网作为备用电源， 实现电能的互补。
孤网运行：微电网断 开与大电网的连接， 独立运行，通常在紧 急情况下使用。
优化运行的目标： 降低运行成本，提 高经济效益
关键技术：需求响 应管理、储能技术、 智能调度等
优化策略：根据实 时电价、用户需求 等因素进行动态调 整
经济效益：提高能 源利用效率，减少 对传统电网的依赖 ，降低能源费用
微电网的可靠性分析
微电网的可靠性评估方法 微电网的可靠性影响因素 提高微电网可靠性的措施 微电网可靠性分析的实际应用
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技术创新：微电网技术不断创新， 将进一步提高能源利用效率和系统 稳定性。
应用领域拓展：微电网不仅应用于 居民和商业领域，还将逐渐拓展到 工业和交通领域。
汇报人：
微电网在可再生能源利用方面的作用
整合可再生能源：微电网能够将多种可再生能源整合到一个系统中，实现能源的优化配置和利 用。
基于PQ控制方法的微电网并网运行
基于PQ 控制方法的微电网并网运行 摘要：0引言随着环境问题和能源问题的日益突出,世界各国开始纷纷为寻求更加环保节能的新能源发电方式而努力。
近年来,具有环境污染少、能源利用率高及安装地点灵活等优点的分布式发电开始受到世界各国的关注,然而,随着分布式发电的迅速发展及其在大电网中的大量接入,其对大电网的影响也是显而易见的因此,急需另外一种发电方式来解决以上问题,随着新型技术的应用,特别是现代控制理论及电力电子技术的发展,本世纪初微电网的概念被提出。
微电网中的大多数微电源通过逆变器接入系统,因此对微电源的控制即为对其逆变器的控制。
无论是并网运行还是独立运行,都需要对微电网内的各个逆变器进行有效地控制,以维持电压和频率在允许变化的范围之内,从而满足负荷对电能质量的要求。
PQ 控制一般用于发电具有间歇性的微电源,如光伏发电、风力发电等,并用于并网发电,此时微电网的电压由大电网或其他微电源提供稳定支撑时,则此微电源逆变器控制的主要目标就是保证逆变器输出的有功电流和无功电流跟踪参考电流以及电流的频率和相位与微电网电压保持一致。
1 微电网的结构微电网将分布式电源、负荷、储能装置、控制装置等汇集而成一个小型发配电系统，是一个能够实现自我控制和管理的自治系统，图1-1给出了一种典型的微电网系统示意图。
图1-1典型的微电网系统图 1-1 中微电网通过公共耦合点(Point of Common Coupling ，PCC)处的静态开关(Static Transfer Switch ，STS)与配电网相连，整体呈辐射状结构，共有2条馈线 A 、B 。
重要或敏感负荷接在馈线A 上，不重要的负荷接在馈线B 上。
这样，当微电网与主网解列时，可以切去不重要的负荷，保证网内重要负荷和发电平衡。
另外，微电网中还配置有潮流控制器和能量管理器等控制设备，帮助实现微电网有效的控制和管理。
当负荷发生变化时，潮流SDG PCC B1B2B3P1+jQ1B4B5B6P2+jQ2 馈线A 馈线B 敏感负荷传统负荷控制器可根据本地电压频率信息对潮流进行调节，控制分布式电源输出的功率；而能量管理器则可以综合地解决微电网在进行电压和潮流控制以及解列操作时出现的功率分配、稳定运行等一系列运行问题，保证微电网内的功率平衡。
微电网运行方式简介
工业园区和数据中心等高能耗场所，可以利用微电网实现能 源的高效管理和优化运行，降低能源成本和维护成本。
微电网的发展历程
起源
微电网的概念起源于20世纪90年代，旨在解决偏远地区的供电问题。
技术发展
随着可再生能源、储能和智能控制技术的不断发展，微电网的技术水平和应用范围频率控制通过调节分布式电源的有功功率输出，以响应系统 负荷的变化，确保微电网内的频率稳定在额定值。常用的频 率控制方法包括比例-积分控制器和比例-积分-微分控制器等 。
无功功率控制
总结词
无功功率控制是微电网中重要的控制策略之一，用于维持微电网内的无功功率平 衡。
详细描述
无功功率控制通过调节分布式电源的无功功率输出，以响应系统负荷和网络参数 的变化，确保微电网内的无功功率平衡，从而保持电压稳定。常用的无功功率控 制方法包括基于电抗器的控制和基于电容器的控制等。
有功功率控制
总结词
有功功率控制是微电网中重要的控制策 略之一，用于维持微电网内的有功功率 平衡。
VS
详细描述
有功功率控制通过调节分布式电源的有功 功率输出，以响应系统负荷和网络参数的 变化，确保微电网内的有功功率平衡，从 而保持频率稳定。常用的有功功率控制方 法包括基于电导的控制和基于电抗的控制 等。
THANKS
各国政府逐渐认识到微电网在能源转型和可持续发展中的重要性，纷纷出台相关政策支持微电网 的发展和推广。
02
微电网的运行方式
并网运行
总结词
高效、灵活、可扩展
详细描述
并网运行是指微电网与大电网并联运行，通过公共连接点（PCC）与大电网进行能量交换。这种运行方式下，微 电网可以充分利用大电网的支撑，实现电能的优化配置和调度，具有较高的运行效率和灵活性。同时，并网运行 还可以根据用户需求进行扩展，逐步增加微电网的容量和功能。
微电网的基本组成及运行详解
微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统（必要时含储能装置）。
根据建设目的和经济环境的不同，微网的形状结构可能各不相同，但是技术架构大体类似。
下面南京研旭简要探讨下微电网的基本组成。
微电网分为并网型微电网和独立型微电网，可实现自我控制和自治管理。
并网型微电网既可以与外部电网并网运行，也可以离网独立运行；独立型微电网不与外部电网连接，电力电量自我平衡。
微电网的基本组成包括以下几个部分：电源：在所有微电网系统中，基本的组成部分是电源。
电源要满足微网内负荷的需求，例如容量，以及其他技术层面、经济层面的种种考虑。
其中，分布式光伏受到广泛关注。
尤其是近年来光伏电池模块价格的下降，让基于分布式光伏的微网的经济可行性上升。
对于位于偏远地区的基于光伏的微网来说，挑战主要来自系统的维护和储能系统的要求。
一方面，当暴露在高温高湿的环境中时，光伏电池的性能会下降。
另一方面，由于能量来源（太阳光）具有间断性，储能设备便必不可少，而它的投资占系统支出的很大一部分，对系统经济性影响较大，并且光伏电池装机容量越大，储能系统容量也要相应增大。
除了分布式光伏，常见的能量来源还包括：分布式风能，燃料电池，微型涡轮机，往复式内燃机，以及其他分布式发电技术（小型水电，小型潮汐发电，小型波浪发电，地热发电，分布式核能发电等）。
电力管理系统：电力管理系统主要负责电力从电源输送到用电设备。
具体功能包括：一是，将电源处各形式的电能转换成符合出所需要的形式，例如使用逆变器将光伏产生的直流电转换成通常负荷所需要的50Hz交流电。
二是，作为储能设备的界面，来使微网内的电力供需达到平衡。
现代微网通常融入了软件和控制系统，例如智能电表，从而实现微网的高效和稳定运行。
储能系统：储能系统对微网的重要性不言而喻。
它可以让微网实现内部的电力供需平衡，从而维持电压和频率的稳定。
也可保证用户的用电需求随时能得到满足。
微网系统中常见的储能设备为：电池，燃料电池+电解池，超级电容以及飞轮等。
爱浦小知识之微电网应用场景和应用模式
微电网使用场景及使用模式1) 并网运行模式并网模式是指微电网和大电网并列运行，通过对微电网内部分布式能源的合理调度，协调微电网和外网之间的关系，达到合理化利用微电网内部的资源设备，同时满足上层电网对微电网的某些辅助服务的需求目的。
此状态下，对大电网来说，微电网可看做一个可控的电源或负荷，电网调度中心对微电网有一定的负荷或发电曲线调节需求。
2) 离网运行模式离网运行模式是指微电网和大电网解裂运行，微电网依靠自身的主电源建立自身电压和频率。
微电网能量管理系统通过对储能系统的充放电管理，调节分布式电源如燃料电池、柴油发电机的出力调度、负荷侧的控制等，确保微电网内发电和需求的实时功率平衡，防止储能电池的过充和过放，保证微电网的长期稳定运行。
微网离网运行模式主要使用于偏远无电地区、海岛、关键军事区供电领域，也可作为后备电源，实现大电网停电后的短时供电。
3) 并离网切换过程当外部电网发生故障或微网需要主动离网运行时，微网可以迅速断开并网开关和外部电网脱离，转入离网运行模式；当外部电网恢复正常或微网需要主动并网时，微网应重新并入外部电网。
这一过程，称为微电网的并离网切换过程。
微电网并离网切换过程是保证微网稳定运行和供电可靠性的关键。
微电网并离网切换根据是否停电可划分为短时停电的有缝切换和不停电的无缝切换。
微电网主要使用技术1) 微网优化规划技术微电网的优化规划技术主要包括系统网络结构优化设计以及分布式发电单元类型、容量、位置的选择和确定。
根据微电网系统的负荷和可利用能源情况，综合考虑设备的运行特性、初期投资和运行维护费用、能源利用效率、环境友好程度及系统控制策略等因素，通过优化计算确定微电网的网络结构和分布式发电单元的配置信息，实现整个微电网系统的可靠性、安全性、经济性化。
2) 微电网的协调控制技术协调控制技术是微电网安全稳定运行的基础和保障，是构建微电网的重要技术环节，同时也是协调网内软硬件系统实现既定控制目标的关键支撑技术。
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略
微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略一、概述随着能源结构的转型和新能源技术的快速发展，微网系统作为一种新型的分布式能源供应方式，正逐渐受到广泛关注和应用。
微网系统由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷以及监控和保护装置等组成，可以在并网和孤岛两种模式下运行。
并网模式下，微网系统与主网相连，共享主网的资源和能量孤岛模式下，微网系统独立于主网运行，为内部负荷提供电能。
微网系统在这两种模式之间的无缝切换，对于保障电力系统的稳定、安全和可靠运行具有重要意义。
无缝切换控制策略是微网系统并网孤岛运行模式切换的关键技术之一。
它需要在保证微网系统内部负荷供电连续性的同时，实现微网系统与主网之间的平滑过渡。
无缝切换控制策略的研究和应用，对于提高微网系统的运行效率和可靠性，推动新能源的广泛应用，促进电力系统的可持续发展具有重要意义。
本文旨在探讨微网系统并网孤岛运行模式无缝切换控制策略的研究现状和发展趋势，分析无缝切换控制策略的关键技术和实现方法，为微网系统的无缝切换控制策略研究和应用提供参考和借鉴。
通过对无缝切换控制策略的深入研究和应用，我们可以进一步提高微网系统的运行效率和可靠性，推动新能源技术的广泛应用，为电力系统的可持续发展做出贡献。
1. 微网系统概述微网系统，亦称为微电网系统，是一种相对于传统大规模发配电模式而言的小型电网系统。
它主要由各种微源（如新能源光伏、光热、风电以及传统电机等）、储能装置、负荷、保护和监控装置等组件构成。
微网系统能够实现自我控制、保护和管理，具备灵活的运行模式和调度管理性能，既可以并入大电网运行，也可以独立作为孤岛运行。
在并网模式下，微网系统与大电网一起分担用户的供电需求，而在孤岛模式下，微网系统则保证用户尤其是重要用户的正常用电。
通常，微网系统接在低压或中压配电网中，通过分布式发电和储能技术，实现能源的高效利用和经济的优化运行。
微网系统的能源输入形式多种多样，包括可再生能源（如太阳能、风能等）和传统能源。
微电网运行模式
南京研旭作为专业的新能源产业公司之一，在本文内就微电网运行策略来进行详细介绍。
微网控制系统能统一管理其内部所有分布式电源和负荷。
在配电网发生故障时，微网无缝切换至孤岛运行模式，在该模式下各分布电源不必退出运行而继续发电，保持对微网内负荷的稳定供电。
主要分为两大模式：最大功率输出模式和自调度模式1）最大功率输出模式并网状态：当检测到电网正常时，晶闸管开关会自动恢复，系统进入微网并网运行状态，系统中的光伏并网单元与风机并网单元独立运转，按照最大功率来运转，有多少能源就吸收多少。
储能双向逆变器检测蓄电池组的余量，以二分之一余量为限，不足则充电，超过则放电。
此时，整个微网系统根据各个单元自身的特性独立运转，控制系统检测各个单元的实时功率，若光伏和风机发出的功率大于负载和蓄电池组充电的功率则向大电网输电，若不足，则从大电网借电。
孤岛状态：当大电网出现故障时，系统自动关断晶闸管快关，微网系统进入孤岛模式，由双向变流器作为电压源，组成一个电网。
此时，光伏并网单元与风机并网单元依旧工作在最大功率点状态。
控制系统检测各个单元的实时功率，若光伏和风机发出的功率大于负载的功率，则系统调度，双向逆变器向蓄电池里充电，或者通过加大负载功率来消耗多余的功率。
若光伏和风机发出的功率小于负载的功率，双向逆变器则放电补充。
2）自调度模式①并网状态：各个单元完全受主控中心调度。
PCS首先将光伏电池当前最大功率值、风机当前最大功率值、负载在线功率值以及当前电网电压值、蓄电池电量存储值、系统出力上限值等参数集中送给主控中心。
主控中心根据并入主网功率要求，将有功、无功值、负载调整值等信息发给PCS，PCS由此控制光伏、风机、蓄电池以及负载的运行。
具体执行方式如下：i、当光伏和风机发出的功率大于并入主网功率和在线负载功率时，若蓄电池小于二分之一电量，通过双向逆变器为蓄电池充电，否则双向逆变器处于待机状态；与此同时按照以下两种优先策略执行：A、负载优先策略：增大或者减小负载在线值来平衡系统功率；B、功率优先策略，减小光伏和风机发出的功率值；ii、当光伏和风机发出的功率小于并网主网功率和在线负载功率时，则可以按照以下几种优先策略执行：C、按照当前功率馈送主网，系统不执行其他动作；D、减小在线负载值，实现光伏和风机与负载的功率平衡，满足并入主网要求；E、增加蓄电池发电，满足并入主网要求；F、B和C同时考虑，满足并入主网要求；②孤岛状态：当主网出现故障时（或计划控制晶闸管开关断开时），双向逆变器切换为离网工作模式，为系统提供一个孤立电网（同时将系统与主网切断）。
微电网逆变器并-离网运行及其平滑切换控制研究
微电网逆变器并-离网运行及其平滑切换控制研究微电网是指由分散的可再生能源、电池储能装置及其他分布式能量资源组成的小型电力网络。
微电网与传统电网相比具有更高的可靠性、可持续性和灵活性，但也面临着复杂的控制问题。
其中之一是微电网逆变器的并/离网运行及其平滑切换控制。
微电网逆变器是微电网系统的重要组成部分，它起着将直流电转换成交流电的作用。
在微电网系统中，逆变器可以实现并网运行和离网运行两种模式的切换。
并网运行时，逆变器将微电网中的直流电能转换成交流电能，并通过与传统电网相连接，将多余的电能输送至传统电网。
离网运行时，逆变器就像一个自治系统一样，将微电网中的电能提供给负载。
并/离网切换是微电网系统运行中的重要环节，涉及到从传统电网到微电网的平滑切换和从微电网到传统电网的平滑切换。
在并网切换时，需要逆变器逐渐将负载从传统电网接管过来，确保电网的稳定运行。
在离网切换时，逆变器需要逐渐从传统电网断开，确保微电网系统的负载正常运行。
为了实现并/离网运行的平滑切换，研究人员提出了一种基于功率流的控制策略。
该策略利用逆变器的功率控制能力，根据微电网系统的负载和电网状态，调整逆变器的输出功率，使得并/离网切换过程更加平滑。
在并网切换时，控制策略通过递减逆变器的输出功率，逐渐将微电网负载从传统电网接管过来。
在离网切换时，控制策略通过递增逆变器的输出功率，逐渐将微电网负载供给传统电网。
这种控制策略可以有效避免切换过程中的电流和电压冲击，保证微电网系统的稳定运行。
此外，还可以借鉴虚拟同步发电机（VSG）的技术，在微电网系统中实现逆变器的平滑切换。
VSG是一种模拟传统电力系统同步发电机的方法，通过调整逆变器输出功率和电网频率的相位差，实现逆变器与传统电网之间的平滑切换。
在并网切换时，VSG会逐渐调整相位差，将微电网负载的功率平稳地从传统电网接管过来。
在离网切换时，VSG会逐渐调整相位差，将微电网负载的功率平稳地供给传统电网。
探讨微电网并网运行时的电压稳定控制措施
探讨微电网并网运行时的电压稳定控制措施摘要：随着科技的不断进步，现如今我们的生活与以前相比，有了翻天覆地的变化，生活质量越来越高了，但是美好的生活是以各种不可生能源逐渐枯竭为代价的。
为了能够解决目前的能源危机，我们需要找到不可再生能源的替代品。
随着研究者的不断科学实践，太阳能和风能成为了最佳替代品，它们能代替煤炭等能源为人类生产生活服务，而且不会像煤炭一样污染环境，这样的替代能源引起了社会各界人士的关注。
在电网运行这一块，科研人员对微电网的研究发展非常重视，微电网并网运行能够有效控制电压，确保其保持稳定。
关键词：微电网；并网运行；控制电压微电网存在并网、独立、并网与独立相互转化三种运行模式，两种网络存在较大差异，给微电网电压调节增加了困难。
并网运行时，微电网内部潮流呈现双向流动的特点，微电网据负荷状况，在双向流动中承担压配或补偿角色，其内部电压也会发生相应的改变。
微电网并网、独立运行相互转化过程非常关键，在转化的一瞬间，微电网无法获得补偿功率，加之规模、容量较小，易产生电压不稳定。
微电网一般采用电子切口，后者具有调节电压的功能，微电网自身补偿装置可弥补切断外网所带来的缺失，维持电压恒定。
当微电网独立运行时，若负荷过载超出其自身调节能力，也可能产生电压不稳。
微电网自身调节能力受储能原件容量与性能等因素影响，其调节能力存在固有缺陷，当内部负荷过大时，可出现电压变化，甚至电压崩溃，若无功负荷变化也可能出现电压波动。
一、微电网电压稳定性分析公共连接点作为微电网与电网的连接桥梁，帮助二者进行电力交流。
在微电网并网运行时，对于国家电力网来说，微电网可以当做一个电力输出源头也可以当做一个负荷点。
微电网为前者时，它能够向国家电力网输出功率，如果出现没有功率或者是功率过多的情况，微电网就会比国家电力网的电压大。
若是将微电网当做后者来看待，就会反过来，大电网变为提供方，微电网变为接收方，如果此时出现微电网功率不足的情况，微电网的电压就会稍作调整，降低电压。
微电网运行与控制
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3.1 微电网运行状态
• 离网状态 • 运行于孤岛模式时，微网必须能维持自己的电压和频率。在传统电网中，频率能
通过大型发电厂内拥有大惯性的发电机来维持，电压通过调节无功功率来维持。 在微网中，由于采用大量电力电子设备作为接口，其系统惯性小或无惯性、过载 能力差、以及采用可再生能源发电的分布式电源输出电能的间歇性和负载功率的 多变性增加了微网频率和电压控制的难度。而且配电网线路阻抗呈阻性，使电压 不仅与无功功率有关也与有功功率有关，控制电压需要通过控制有功和无功功率 两个方面来完成。
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3.2、微电网控制方式
（一） 主从控制
以中心控制器作为主控制单元
欧盟多微网项目三层控制方法
最上层为中压配电网监控中心
中间层是单个微网的中心控制 器（MGCC ,micro grid central controller）
分布式电源和负荷的当地控制 器（LC）
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以分布式电源作为主控制器 以中心控制器作为主控制器
2.2 对等控制
分层协调控制 自治协调控制
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3.2、微电网控制方式
（二） 对等控制
定义：
每个分布式电源有相等的地位，没有一个单元像主控制单元或中心储能单元 那样对微网有着特别重要的作用。同时这种控制方法能让微网具有“即插即用”的 功能。
当微网从孤岛模式重连到大电网，如何与电网同步是其主要问题。目前，储能装置对缺少惯性的微网是 维持其暂态能量平衡的必要元件。
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摘要微电网为新能源并网发电规模化应用提供了有效技术途径，微电网技术可以对分布式电源进行有效管理，降低分布式电源对大电网安全运行的影响，有助于实现分布式电源的“即插即用”，同时可以最大限度地利用可再生能源，符合我国新能源发电和可持续发展战略的要求。
随着微电网技术不断发展的新需求，微电网中微电源的协调控制、微网运行模式切换等诸多问题亟待解决，因此，本文将从微电网的控制系统角度进行研究，以实现微网技术的规模化应用。
首先，本文系统详细的阐述了微网主要的整体控制策略以及微电源逆变器接口侧的控制方法，并对各种控制策略的工作原理、适用范围以及优缺点进行分析；其次，提出了基于P-f /Q-V下垂控制的微网功率最优分散协调控制方法。
针对微电网功率分配因微电源到负荷线路的影响而分配不合理的问题进行了深入的研究;分析了传统P-f /Q-U下垂控制的缺点，给出了P-f/Q-V下垂控制方法，建立了微网的数学模型，通过部分输出量反馈最优分散协调控制方法，使微网在实现微电源功率合理分配的基础上，保证电压和频率处在正常范围内，仿真结果表明微电网在输出有功功率分配不受影响的前提下，输出无功功率的分配情况得到明显的优化，而且微网始终处于稳定运行状态。
最后，提出了将对等控制与主从控制相结合的控制策略。
针对微网运行模式转换时存在的问题，给出了符合我国国情的微电网运行模式转换的条件，通过分析对等控制以及主从控制在微网运行模式切换时的优缺点，提出了将两者相结合的控制策略，并结合控制器状态跟随的平滑切换控制方法实现了微网运行模式的平滑、可控切换，减小了切换过程对微网的冲击，通过仿真实验验证了该控制策略的可行性。
关键词:微网;功率分配;协调控制;并网运行模式;孤岛运行模式目录摘要目录第1章绪论1.1课题研究背景1.2微电网的研究现状与前景1.2.1微电网的定义1.2.2国内外微电网的研究现状与概况1.3微电网运行控制研究现状与发展趋势1.3.1系统控制层面1.3.2分布式电源控制层面1.3.3微电网运行层面1.4本文所做的工作第2章微电网内分布式电源仿真建模与特性分析 2.1光伏发电系统建模及仿真2.1.1光伏电池数学模型2.1.2光伏电池建模与特性2.1.3 MPPT最大功率点跟踪原理与建模2.1.4光伏Boost升压控制器2.1.5光伏发电系统特性分析2.2微型燃气轮机发电系统建模及仿真2.2.1微型燃气轮机系统结构2.2.2永磁同步发电机模型2.2.3微型燃气轮机的整流器的控制 2.2.4微型燃气轮机特性仿真2.3蓄电池模型2.3.1蓄电池通用模型2.3.2蓄电池双向DC仍C变换器2.3.3蓄电池系统充放电仿真分析 2.4本章小结第1章绪论1.1课题研究背景能源与工业生产、交通运输、国防建设以及人类的日常生活各方面息息相关，在社会发展的进程中扮演着至关重要的角色。
尤其是近年来，随着全球经济的飞速发展，现代社会的生产方式和生活方式使人类对能源的需求量越来越大。
然而，对能源的过渡依赖导致了传统化石能源的日益枯竭，经济高速增长的同时带来了日益严重的环境恶化问题，例如最近对我国北方地区影响很大的“雾霆”现象，以及各种自然灾害，己经开始威胁人类的生存环境。
为应对这一系列的负面效应，世界各国政府都对能源政策做出了积极调整，要求加快对新能源的开发特别是清洁可再生能源的研究利用，并提高可再生能源发电所占的比重。
在这种背景下，分布式发电(Distributed Generation, DG)受到了广泛的关注，常见的DG主要包括光伏发电、风力发电、微燃机、燃料电池等。
分布式发电与传统发电方式相比，具有污染小、成本低、安装运行方便等优点，而且分布式发电系统可以就近供电，减少线路损耗;还可以降低温室气体排放，减少环境污染，为社会提供清洁能源，实现低碳经济。
尽管分布式发电优势很明显，但是分布式发电输出功率的波动性、随机性、间歇性等特点，也给大电网带来许多问题，例如大规模的分布式电源并网时，会对大电网的电能质量以及电网安全可靠性造成很大的影响。
为了解决上述问题，充分发挥分布式发电的优势，克服分布式发电对大电网造成的不良影响，提高电力系统运行的灵活可控性，微网(Microgrid)的概念应运而生。
微网是一种由微电源(Microsources，即:微网中的分布式电源)、储能装置、能量装换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统微网作为一个子系统与大电网相连，通过灵活的控制方式内部解决分布式电源直接并网产生的负面问题，相对于主电网来说，该子系统是可控的。
微网技术提高了电力系统运行的安全性、可靠性，为分布式电源发电规模化应用提供了新的有效技术途径。
微网已经成为电气工程研究领域的最新的热门课题之一，受到了世界各国越来越多的关注。
但是微网技术仍然存在许多问题亟待解决。
在微网中，微电源主要通过电力电子接口并入微网系统，这导致微电源的输出特性与传统发电机有很多的迥异，为保证微电源与微网之间，以及微网与主电网之间功率传输的稳定、可控，对微网协调控制策略进行深入研究具有重要的意义。
而如何控制微网中的各个微电源在线路阻抗的影响下对功率进行合理分配且使微网的电压和频率运行在正常范围内;如何实现微网运行模式的平滑、可控的切换是保证微网能够安全、稳定运行的重要条件。
1.2微电网的研究现状与前景1.2.1微电网的定义为了更充分地发挥DG的价值与效益，国内外学者在广泛研究DG运行控制的基础上提出了一个新的概念——微电网(Micro．Grid，MG)。
美国方案联合会(CERTS)对微电网的定义为：微电网是一种由负荷和分布式电源共同组成的系统，它可以向用户提供电能和热能；微电网内的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必要的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可以满足用户对电能质量和供电安全等方面的要求。
欧盟对微电网的定义是：微电网是一种连接到低压配电网的小型电力系统，可以充分利用一次能源，将模块化的小型分布式电源互联，提供冷、热、电联供，并配有储能装置，使用电力电子装置进行能量调节。
日本则在发电容量等级上对微电网进行分类，将微电网分为大规模(1000MW等级)、中规模(1OOMW 等级)、和小规模(1OMW等级)三类，其分别应用于工业区，可再生能源工业区以及住宅楼、岛屿和偏远地区等小型区域电网。
1.2.2 国内外徼电网的研究现状与概况国外发达国家和地区对微网率先进行了研究，提出了一种含多个分布式电源(DG)的微网能量管理系统，通过建立一个多DG的微网系统的小信号动态模型，系统地评价了微网的稳定性。
针对微网的动态稳定性问题提出了评价指标和基于神经网络的评价方法，并针对微网的不安全运行状态提出了治理措施。
对不同运行方式下的微网控制进行了研究，提出了保持微网运行稳定性的方法。
目前美国“通用电气(General Electric Company, GE)全球研究( Global Research ) "计划旨在研发出一种全新的微电网能量管理系统(Microgrid Energy Management MEM)，该系统不仅能够为微电网中各种装置提供完整的保护和控制，而且可以对内部能量进行统一管理和调度。
这项计划解决了微电网中多个分布式电源之间以及分布式电源与互联元件之间的协调控制矛盾，最终满足用户负荷提出的各种需求。
美国更重视配电侧和用电侧，重点发展具有商业前景的模式，进一步研究和实现分布式发电与电力储能技术，并最终发展为高温超导电网欧盟分别通过了第五框架、第六框架和第七框架研究计划，并投资了Microgrids项目和More Microgrids项目。
Microgrids项目主要研究对象是微电网中央控制器、黑启动控制和继电保护方案，以及如何对分布式电源建模怎样实现并/离网的无缝切换等。
More Microgrids0项目研究集中体现在如下几个方面:1)多个微电网与配电网相连时需要采用的控制策略，以及各微电网间能量协调管理方案;2)系统继电保护方案和经济调度解决方案以及协调控制方案;3)微电网对配电网内部用电负荷的影响等内容。
4）微网在孤岛模式下运行下电压和频率会随着功率的波动而改变近年来，可再生能源和新能源一直备受口本电力行业的关注，其被重视程度要超过其他国家。
为此，新能源与工业技术发展组织伽ew Energy and Industrial Technology Development Organization NEDO)开发重点放在了可再生能源的发电出力预测、储能元件技术以及传统发电系统与储能装置配合工作的控制系统研究。
同时因为属于岛国，日本格外重视微电网孤岛自治运行技术研究和示范工程建设。
通过总结可以看出，因各国自身能源构造、经济模式和电力发展方向的不同，其微电网研发重点和发展目标也略有不同。
虽然我国微电网项目的研究相比西方国家来说较晚，但国家863项目、973项目、国家自然基金项目等大型科学科研政策的导向性支持，目前，国内电力企业、众多高校和科研机构逐步投入大量人力、物力和财力来资助微电网相关技术的研究,主要是在示范项目和实验室层面上对微电网的控制、运行及稳定性进行了研究。
1)国家风光储输示范工程。
该工程整合了风电、光伏发电、储能及输电工程四位于一体，并首创了世界第一套风光储输技术，并实现了对新能源的可预测、可控制和可调度。
2)国家进一步研究微电网通过公共耦合点与大电网相连接，在公共耦合点处设一个主接口，通常由微电网并网控制开关——固态断路器或背靠背式的AC/DC/AC电力电子换流器构成3) 在实际工程方面，国家电网公司建设的河南财专微电网示范工程，作为国内第一个正式投入运行的微电网试点项目，取得了良好的运行业绩和社会效益；4)浙江省电力试验研究院设计的浙江东福山岛风光柴海水淡化综合系统，安装7台单机容量30kW的风力发电机组、100kWp的光伏发电系统及一套50t/d海水淡化系统，总装机容量300kW，并装设有蓄电池组进行调节，是目前国内最大的离网型综合微电网系统。
1.3微电网运行控制研究现状与发展趋势1.3.1系统控制层面目前针对微电网的运行控制，国内外研究人员主要提出了三种控制方式：主从控制、基于多代理系统的分布式控制和对等控制。
i)主从控制，首先通过中央控制器(Micro Grid Central Controller，MGCC)对布式电源的发电功率和负荷需求进行预测，制定相应的运行计划；然后检测系统中各种电气量对运行计划进行实时调整，借助通信统一控制“从属”DG和可控负荷的启停和输出来维持系统的功率平衡，使电压频率稳定在额定值。
主从控制是一种常规的控制方式，研究和应用的比较多。