交直流混合配電網(wǎng)

交直流混合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)行可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有重要影響。傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成熟，國(guó)內(nèi)外均有相關(guān)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和案例。針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的研究較少，主要研究工作集中在直流配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。交直流混合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮現(xiàn)有交流配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和直流配電網(wǎng)的研究成果，提出交直流混合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

我國(guó)交流配電網(wǎng)中，高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要有鏈?zhǔn)?、環(huán)網(wǎng)和輻射狀結(jié)構(gòu);中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有雙環(huán)式、單環(huán)式、多分段適度聯(lián)絡(luò)和輻射狀結(jié)構(gòu);低壓配電網(wǎng)一般采用輻射狀結(jié)構(gòu)。10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)根據(jù)架空網(wǎng)和電纜網(wǎng)的不同可以分為2類:架空網(wǎng)主要包括輻射式接線和多分段適度聯(lián)絡(luò)接線2種模式;電纜網(wǎng)主要包括單環(huán)式接線和雙環(huán)式接線2種模式。北京市高壓配電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)建設(shè)、放射狀運(yùn)行為主(“手拉手”式網(wǎng)架結(jié)構(gòu))。巴黎城區(qū)的電纜網(wǎng)采用三環(huán)網(wǎng)T接或雙環(huán)網(wǎng)T接方式;東京22kV電纜網(wǎng)采用主線備用線、環(huán)形、點(diǎn)狀網(wǎng)絡(luò)接線方式;新加坡采用“花瓣式”結(jié)構(gòu)，22kV配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)連接、并列運(yùn)行方式〕 。

直流配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要有輻射型、兩端供電型和環(huán)型直流配電網(wǎng)[33]①輻射型直流配電網(wǎng)山不同電壓等級(jí)的直流母線組成骨干網(wǎng)絡(luò)，分布式電源、交流負(fù)載與直流負(fù)載通過電力電子裝置與直流母線相連，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)控制保護(hù)要求低，但供電可靠性較低;②兩端供電型直流配電網(wǎng)與輻射型直流配電網(wǎng)相比，當(dāng)一側(cè)電源故障時(shí)，可以通過操作聯(lián)絡(luò)開關(guān)，山另一側(cè)電源供電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，提高整體可靠性;③環(huán)型直流配電網(wǎng)相比于兩端供電型直流配電網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)故障快速定位、隔離，其運(yùn)行方式與兩端供電型直流配電網(wǎng)相似，且供電可靠性更高。

根據(jù)不同的應(yīng)用需求，交直流混合配電網(wǎng)可分為含柔性直流裝置的交直流混合配電網(wǎng)與含直流網(wǎng)的交直流混合配電網(wǎng)，前者適用于直流源荷較少的情況，后者更加適合高密度直流源荷接入的情況。含直流網(wǎng)的交直流混合配電網(wǎng)接線模式主要包括輻射型交直流混合配電網(wǎng)(交直流線路間無(wú)聯(lián)絡(luò))、多分段適度聯(lián)絡(luò)型交直流混合配電網(wǎng)(交直流線路間有聯(lián)絡(luò)。

交直流混合配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃問題是配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段需要解決的核心問題，對(duì)交直流混合配電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。 與交直流混合配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃相關(guān)的研究，主要是基于傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)規(guī)劃方法的成果，在直流配電網(wǎng)或直流微電網(wǎng)的一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合的規(guī)劃問題中進(jìn)行應(yīng)用。例如，針對(duì)海上風(fēng)電接入配電網(wǎng)已有相關(guān)研究;此外，有學(xué)者對(duì)孤島直流微電網(wǎng)運(yùn)行控制進(jìn)行了相關(guān)研究，提出孤島直流微電網(wǎng)的運(yùn)行方式及控制策略;針對(duì)直流微電網(wǎng)提出基于本地電壓分段控制策略的穩(wěn)定性控制方法;直流微電網(wǎng)的能量協(xié)調(diào)控制問題。而針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)的規(guī)劃問題，著力解決在城市現(xiàn)有交流配電網(wǎng)中擴(kuò)建直流子系統(tǒng)(包含柔性直流互聯(lián)裝置以及直流線路)的規(guī)劃方法，并沒有特別研究其關(guān)鍵技術(shù)及可行的規(guī)劃方法 。

基于優(yōu)化問題所需要涉及考慮的優(yōu)化變量、優(yōu)化目標(biāo)和約束條件3方面內(nèi)容，交直流混合配電網(wǎng)的規(guī)劃模型具有其自身的特征。

模型的優(yōu)化變量需要擴(kuò)展考慮直流源、荷以及柔性直流裝置的位置和容量;此外，也可結(jié)合交直流混合配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式增加相應(yīng)的優(yōu)化變量。

交直流混合配電網(wǎng)的優(yōu)化目標(biāo)依然從經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、可靠性最優(yōu)2方面進(jìn)行評(píng)估。經(jīng)濟(jì)性評(píng)估主要從全壽命周期內(nèi)投資成本、運(yùn)行成本和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)(凈現(xiàn)值、投資回收期等)3方面進(jìn)行評(píng)估。含有柔性直流互聯(lián)裝置的交直流混合配電網(wǎng)山于裝置成本占比較大，需要深入討論成本不確定性對(duì)經(jīng)濟(jì)性結(jié)論的影響，從而調(diào)整優(yōu)化規(guī)劃目標(biāo);含有直流線路的交直流混合配電網(wǎng)山于其基于已有交流配電網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展規(guī)劃，通常建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，且根據(jù)直流子系統(tǒng)成熟度的遞增，一般可分為多個(gè)建設(shè)階段去考慮其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化的規(guī)劃目標(biāo)。交直流混合配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估需要反映柔性直流設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的綜合可靠性，并在直流子系統(tǒng)所能提供的緊急勸率支撐條件下討論其對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的提升。

黃仁樂. 交直流混合配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 電力建設(shè), 2015, 36(1):1-1.

尹忠東, 王超. 分布式風(fēng)電接入交直流混合配電網(wǎng)的研究[J]. 電力建設(shè), 2016, 37(5):63-68.

孫國(guó)萌, 齊琛, 韓蓓,等. 交直流混合配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 供用電, 2016, 33(8):7-17.

張學(xué), 裴瑋, 鄧衛(wèi),等. 交直流混合配電網(wǎng)的運(yùn)行模式和協(xié)調(diào)控制方法[J]. 供用電, 2016, 33(8):27-31.

傳統(tǒng)交流配電系統(tǒng)面臨線損高、電能質(zhì)量擾動(dòng)、電壓跌落等一系列問題，難以滿足電力用戶日益增長(zhǎng)的電力需求。與交流配電網(wǎng)相比，直流供電能有效解決諧波、三相不平衡等電能質(zhì)量問題，且在改善供電質(zhì)量方面優(yōu)勢(shì)明顯，但是短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法完全替代交流配電網(wǎng)。因此，在交流配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上建設(shè)交直流混合配電網(wǎng)是未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。然而，直流配電網(wǎng)中分布式電源、儲(chǔ)能裝置等新設(shè)備的引入也對(duì)能效產(chǎn)生了新的影響。如何評(píng)價(jià)交直流混合配電網(wǎng)的能效水平是待解決的問題 。

國(guó)內(nèi)外在交直流混合配電網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)研究及不范工程尚在起步階段，針對(duì)直流配電網(wǎng)的研究已有初步成果。在北美，弗吉尼亞理工大學(xué)CPES中心于2007年提出“Sustainable Building工nitiative (SB工)”計(jì)劃，于2010年將其發(fā)展為“SBN (SustainableBuilding and Nanogrids) "，并且提出了基于分層互聯(lián)交直流子網(wǎng)混合結(jié)構(gòu)概念性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。北卡羅萊納州立大學(xué)于2011年提出“The Future Renewable ElectricEnergy Delivery and Management CFREEDM)”結(jié)構(gòu)[8]適用于“即插即用”型分布式電源及分布式儲(chǔ)能的交直流混合配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。阿爾伯塔大學(xué)于2012年提出了基于變流器的交直流混合配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，給出小信號(hào)分析模型并分析其穩(wěn)定性。

在歐洲，意大利羅馬第二大學(xué)和英國(guó)諾丁漢大學(xué)于2008年針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)提出“Universal and Flexible Power Management CUN工FLEX-PM)”方案，在各個(gè)電網(wǎng)的不同工況下實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。羅馬尼亞布加勒斯特理工大學(xué)于2007年提出含有替代電源的直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)證明該結(jié)構(gòu)提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率和電能質(zhì)量。意大利米蘭理工大學(xué)提出含有分布式電源的本地直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分布式電源、負(fù)荷與電網(wǎng)之間能量的雙向流動(dòng)。

在國(guó)內(nèi)針對(duì)交直流混合配電網(wǎng)的研究剛剛起步 ，相關(guān)研究成果主要集中在直流配電網(wǎng)方面。優(yōu)化規(guī)劃方面，已有對(duì)直流配電網(wǎng)的拓?fù)洹㈦妷旱燃?jí)、規(guī)劃方法、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和綜合評(píng)估問題的研究。運(yùn)行調(diào)度方面，有學(xué)者對(duì)直流配電網(wǎng)的潮流計(jì)算、電壓分布、含分布式電源的調(diào)度等問題進(jìn)行了研究。控制保護(hù)方面，對(duì)直流配電網(wǎng)建模、控制策略保護(hù)等問題均有相關(guān)研究。此外，相關(guān)“863計(jì)劃”項(xiàng)目獲得立項(xiàng)支持，其中山北京市電力公司承擔(dān)的“863計(jì)劃”項(xiàng)目“交直流混合配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)”于2015年正式啟動(dòng)，旨在實(shí)現(xiàn)面向城市不同供電區(qū)域之間柔性直流互聯(lián)和交直流混合環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行控制，從而解決高密度可再生能源接入問題并保障交流配電網(wǎng)可靠性

多端柔性直流配電網(wǎng)將是構(gòu)建交直流混合配電網(wǎng)的重要組成部分 ，其可靠的協(xié)調(diào)控制策略是交直流混合配電網(wǎng)能夠正常運(yùn)行的重要保障。多端柔性直流配電網(wǎng)的運(yùn)行控制通常采用分層的形式，分為系統(tǒng)級(jí)控制以及換流站級(jí)控制，其中系統(tǒng)級(jí)控制實(shí)現(xiàn)直流電網(wǎng)的功率平衡和電壓穩(wěn)定，換流站級(jí)控制實(shí)現(xiàn)各個(gè)換流站快速跟隨上級(jí)運(yùn)行指令，并調(diào)整其運(yùn)行點(diǎn)。系統(tǒng)級(jí)控制、換流站級(jí)控制與調(diào)度級(jí)控制共同構(gòu)成了交直流混合配電網(wǎng)的調(diào)度控制系統(tǒng)。

經(jīng)濟(jì)性評(píng)估環(huán)節(jié)，是減少和避免交直流混合配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目決策失誤并提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

傳統(tǒng)的交直流混合經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法主要包括確定性評(píng)估方法及不確定性評(píng)估方法。確定性評(píng)估方法主要包括靜態(tài)評(píng)估法和動(dòng)態(tài)評(píng)估法:靜態(tài)評(píng)估法在評(píng)價(jià)工程項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)效果時(shí)，不考慮資金的時(shí)間價(jià)值，比較簡(jiǎn)單直觀，但也未考慮工程項(xiàng)目在使用期內(nèi)收益和費(fèi)用的變化及各方案使用壽命的差異;動(dòng)態(tài)評(píng)估法考慮了資金的時(shí)間因素，比較符合資金的動(dòng)態(tài)規(guī)律，因而給出的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)更符合實(shí)際，主要包括凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法、動(dòng)態(tài)投資回收期法和費(fèi)用現(xiàn)值比較法 。

在交直流混合配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估中，可以采用靜態(tài)評(píng)估對(duì)交直流混合配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行初步預(yù)估計(jì)，但其結(jié)果不能用于實(shí)際論證。動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)法雖然考慮了資金的時(shí)間價(jià)值，但交直流混合配電網(wǎng)中技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量的不確定性較大，動(dòng)態(tài)評(píng)估法也不能保證評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。2100433B

交直流混合微電網(wǎng)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指特定運(yùn)行條件下的電力系統(tǒng)，在受到擾動(dòng)后，重新恢復(fù)運(yùn)行平衡狀態(tài)的能力，根據(jù)性質(zhì)的不同主要分為功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定。相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，交直流混合微電網(wǎng)，增加了直流子微電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題，主要是電壓穩(wěn)定問題。同時(shí)大量DG的不確定性影響和大量電力電子裝置導(dǎo)致的低慣量性都導(dǎo)致交直流混合微電網(wǎng)的抗干擾能力減弱，系統(tǒng)穩(wěn)定性問題更加復(fù)雜。

交直流混合微電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題可對(duì)并網(wǎng)運(yùn)行模式和孤島運(yùn)行模式分別進(jìn)行分析：并網(wǎng)模式下，由于大電網(wǎng)的支撐作用，主要考慮直流子微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定問題，通過對(duì)應(yīng)控制方法實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定；孤島模式下則既要考慮直流子微電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題，又要考慮交流子微電網(wǎng)的電壓、頻率、功角穩(wěn)定問題。國(guó)內(nèi)外對(duì)交直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性的綜合研究較少，主要涉及微電網(wǎng)的小信號(hào)干擾穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定，主要保持電壓和頻率的穩(wěn)定。但是，國(guó)內(nèi)外研究主要采用簡(jiǎn)化的DG和負(fù)荷模型，忽略了DG的多樣性和波動(dòng)性以及非線性負(fù)荷和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)負(fù)荷的影響，缺少對(duì)交直流混合微電網(wǎng)穩(wěn)定性判據(jù)的建立。

交直流混合微電網(wǎng)可靠性

電力系統(tǒng)的可靠性評(píng)估分為發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估、輸電系統(tǒng)可靠性評(píng)估和配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，交直流混合微電網(wǎng)由于大量DG的接入，使其可靠性評(píng)估相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更加復(fù)雜，主要集中在發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估和配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估，以及可靠性評(píng)估指標(biāo)等方面。

國(guó)內(nèi)外對(duì)交直流微電網(wǎng)可靠性研究還處于起步階段，主要集中在DG可靠性模型的建立含DG微電網(wǎng)的可靠性評(píng)估、含DG的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估書以及新的可靠性指標(biāo)的提出等。研究?jī)?nèi)容側(cè)重于微網(wǎng)中的DG和負(fù)荷，缺少對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大量復(fù)雜源、儲(chǔ)、負(fù)荷的考慮。同時(shí)，對(duì)于交直流混合微電網(wǎng)，交流子微電網(wǎng)和直流子微電網(wǎng)2個(gè)系統(tǒng)的互聯(lián)也使可靠性的分析難度增大，國(guó)內(nèi)外研究也相對(duì)較少。

交直流混合微電網(wǎng)安全性

電力系統(tǒng)的安全性是指電力系統(tǒng)突然發(fā)生擾動(dòng)(例如突然短路或非計(jì)劃失去電力系統(tǒng)元件)時(shí)不間斷地向用戶提供電力和電量的能力。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，交直流混合微電網(wǎng)因其環(huán)境的復(fù)雜性、DG出力的不確定性、負(fù)荷的隨機(jī)性等，安全性評(píng)估在安全性影響因素的分析、評(píng)價(jià)指標(biāo)(內(nèi)部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、容量、電壓、頻率，DG的出力等)的選擇方面更加困難。

國(guó)內(nèi)外對(duì)于交直流混合微電網(wǎng)安全性研究的文章相當(dāng)缺乏，少數(shù)涉及綜合評(píng)價(jià)體系與獨(dú)立微電網(wǎng)安全性分析。獨(dú)立微電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià)方法主要有主觀賦權(quán)評(píng)價(jià)法(層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、德爾菲法等)、客觀賦權(quán)法(嫡權(quán)法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、TOPSIS評(píng)價(jià)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)和組合方法。

交直流混合微電網(wǎng)的安全性研究是交直流混合微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的必要條件，因此安全性評(píng)估仍需要大量的研究工作。

交直流混合微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性

交直流混合微電網(wǎng)除了要考慮其穩(wěn)定性、可靠性和安全性，還需要分析其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)性評(píng)估主要分為3個(gè)方面：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的最優(yōu)化管理和微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題。微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估分析主要通過投入產(chǎn)出法、全生命周期和區(qū)間分析法來(lái)考慮成本指標(biāo)(等年值設(shè)備投資費(fèi)用、等年值運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等)和效益指標(biāo)(利潤(rùn)凈現(xiàn)值、投資回收期等)。微電網(wǎng)運(yùn)行最優(yōu)化管理主要通過目標(biāo)函數(shù)(利潤(rùn)、最低成本等)和約束函數(shù)的建立，來(lái)管理系統(tǒng)的功率潮流；微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度問題除了需要考慮發(fā)電成本問題，還需要結(jié)合大電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電價(jià)、DG的出力不穩(wěn)定性和機(jī)組組合的環(huán)境效益，增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。

國(guó)內(nèi)外對(duì)微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)評(píng)估研究比較少，主要采用全生命周期分析法分析其規(guī)劃效益；而交直流混合微電網(wǎng)優(yōu)化管理與優(yōu)化調(diào)度研究相對(duì)比較豐富。優(yōu)化調(diào)度主要涉及交直流混合微電網(wǎng)孤島運(yùn)行模式的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、多目標(biāo)問題的處理和約束條件的線性化、負(fù)荷角度的優(yōu)化等方面的研究，但其內(nèi)容側(cè)重于算法的改進(jìn)與模型的搭建，所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也較為單一，未考慮交流微電網(wǎng)與直流微電網(wǎng)的互聯(lián)等問題。

交直流混合微電網(wǎng)的性能評(píng)估伴隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)與容量配置，根據(jù)不同的性能要求設(shè)置合理的穩(wěn)定性、可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)性權(quán)重因子，來(lái)構(gòu)建交直流微電網(wǎng)以滿足電力需求。

隨著DG、儲(chǔ)能裝置和直流負(fù)荷的逐步滲透與現(xiàn)有交流系統(tǒng)的廣泛存在，交直流混合微電網(wǎng)將是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。主要分析交直流混合微電網(wǎng)中現(xiàn)存的問題并對(duì)未來(lái)進(jìn)行展望。

(1)現(xiàn)有的交直流混合微電網(wǎng)研究主要針對(duì)典型的交直流混合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，未來(lái)的交直流混合微電網(wǎng)中將包含多條不同等級(jí)的交流母線和直流母線，多條母線之間的協(xié)調(diào)控制與功率管理將是今后研究的熱點(diǎn)問題。

(2)未來(lái)的交直流混合微電網(wǎng)中，連接DG的電力電子裝置、儲(chǔ)能裝置以及非線性負(fù)荷等導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題是一個(gè)重要課題。諧波、三相不平衡和電壓的凹陷/膨脹等問題在配電網(wǎng)中備受關(guān)注，不久的將來(lái)電能質(zhì)量問題將更加嚴(yán)峻。因此，研究輔助裝置(如無(wú)功補(bǔ)償，電壓不平衡補(bǔ)償，諧波補(bǔ)償，功率因數(shù)校正等)在交直流混合微電網(wǎng)中的應(yīng)用將是未來(lái)研究的新方向。

(3)經(jīng)濟(jì)性能是交直流混合微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的重要指標(biāo)，雖然微電網(wǎng)相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，在某些地區(qū)由于成本更高、用電需求多變等因素，經(jīng)濟(jì)性欠佳，但是隨著大電網(wǎng)的支持作用與輔助裝置成本的降低，交直流混合微電網(wǎng)具有更大的發(fā)展前景。不過，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)問題是大規(guī)模微電網(wǎng)滲透所需解決的必要因素。

(4)電源管理系統(tǒng)與單元控制策略需要確保交直流混合微電網(wǎng)在并網(wǎng)、孤島與瞬時(shí)切換3種狀態(tài)下都能穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是并網(wǎng)和孤島運(yùn)行模式之間的過渡應(yīng)該無(wú)縫和光滑。其次，需求側(cè)響應(yīng)與大電網(wǎng)的多時(shí)段電價(jià)等市場(chǎng)條件都對(duì)交直流混合微電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生不同的影響。研究主要針對(duì)某一方面調(diào)研，實(shí)際的微電網(wǎng)運(yùn)行是一個(gè)長(zhǎng)期的綜合過程，因此，未來(lái)的研究應(yīng)充分考慮多種因素。

(5)交直流混合微電網(wǎng)的自治管理離不開相應(yīng)的通訊系統(tǒng)。己有的交直流混合微電網(wǎng)都采用簡(jiǎn)單的集中通訊或分布式通訊系統(tǒng)，但對(duì)其通訊系統(tǒng)未深入探討。通訊系統(tǒng)的可靠性、安全性、魯棒性和經(jīng)濟(jì)性是選擇通訊技術(shù)和設(shè)計(jì)通訊拓?fù)湫柽M(jìn)一步考慮與研究的課題。

(6)交直流混合微電網(wǎng)的應(yīng)用離不開保護(hù)裝置的成熟應(yīng)用，然而現(xiàn)階段的交直流混合微電網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)研究才處于起步階段，開發(fā)具有靈活可靠的直流斷路器成為未來(lái)研究的重點(diǎn)。2100433B

交直流混合微電網(wǎng)的運(yùn)行控制相比于單一直流微電網(wǎng)或者交流微電網(wǎng)而言，除了復(fù)雜的發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元和交/直流負(fù)荷單元的控制方法，直流母線與交流母線之間的雙向變換器的功率流動(dòng)也成為研究重點(diǎn)。

交直流混合微電網(wǎng)單元控制方法

單元控制方法，主要指交直流混合微網(wǎng)中的DG、儲(chǔ)能裝備和負(fù)荷的控制運(yùn)行方式。DG主要有光伏電池、風(fēng)機(jī)等不確定性源和燃料電池、小燃機(jī)等穩(wěn)定性源，電源的控制方式按照交直流混合微電網(wǎng)設(shè)計(jì)的理念，有提高可再生能源利用率的最大功率跟蹤控制，維持系統(tǒng)某一參數(shù)(如電壓、頻率)的V /F控制、PQ控制，自主分配、自主管理能實(shí)現(xiàn)即插即用的Droop控制等方法。儲(chǔ)能設(shè)備主要有電池、飛輪等，儲(chǔ)能設(shè)備的控制方法往往與系統(tǒng)的能量管理方法相結(jié)合，以輔助其他DG協(xié)同工作。在交直流混合微電網(wǎng)現(xiàn)有研究中，電池儲(chǔ)能是常用的手段，其控制方法需考慮蓄電池的充放電狀態(tài)、電池的壽命等要素。現(xiàn)階段對(duì)負(fù)荷單元的控制研究比較少，主要集中在插入式電動(dòng)車和電動(dòng)飛機(jī)、負(fù)荷特性、需求響應(yīng)等方面，同時(shí)為提高可再生能源的利用率，主動(dòng)負(fù)荷響應(yīng)的控制方法應(yīng)運(yùn)而生。

交直流混合微電網(wǎng)電源管理系統(tǒng)

DG間的協(xié)調(diào)控制策略是交直流混合微電網(wǎng)在并網(wǎng)模式與孤島模式下良好運(yùn)行的關(guān)鍵。在交直流混合微電網(wǎng)中，協(xié)調(diào)控制策略主要有能量管理和電源管理2種管理方式在控制任務(wù)與時(shí)間長(zhǎng)度上有所區(qū)別，前者是長(zhǎng)期的電能輸出以最優(yōu)的方式滿足需求，而后者則是側(cè)重短期的電源、儲(chǔ)能與負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)電源之間的實(shí)時(shí)調(diào)度。