前言

随着能源危机与环境问题受重视程度的日益增加，微电网作为风电、光伏利用的一种重要形式，已成为智能电网研究的热点问题之一。作为微电网的核心器件，逆变器控制策略的优劣直接影响了微电网相关技术的研究水平。为了有效解决可再生能源发电存在的间歇性、随机性、波动性问题，微电网系统必须配置一定的储能装置。本书在介绍微电网逆变器控制策略的基础上，对微电网系统电源的优化配置、微电网系统储能的优化配置，以及微电网储能异构系统的关键技术问题进行了介绍，并展示了一套基于风、光和储能的微电网实验平台，通过仿真和实验验证了研究成果的正确性。

本书内容共6章。第1章主要介绍了微电网系统的起源、概念、拓扑结构以及特点等，对微电网系统的关键设备及其技术特点进行了介绍，重点对直驱永磁风力发电机、光伏阵列、储能系统、微电网逆变器、微电网能量管理系统及其技术特点进行了介绍。

第2章介绍了离网运行模式下基于同步旋转d-q坐标系和静止α-β坐标系下逆变器的数学模型，重点介绍电压、电流双闭环控制系统的参数设计方法，并通过仿真验证了该控制策略和系统参数的正确性。介绍了几种逆变器并联的控制方案，重点分析下垂控制实现无通信线多台逆变器并联的控制；介绍并网逆变器的电流控制，分析了LCL滤波器的传递函数，分别对矢量PI控制、比例谐振PR控制、无差拍控制、滞环控制、PQ功率控制作了详细介绍，并针对已有的逆变器主流控制策略进行改进；介绍了微电网系统在并网和孤岛两种不同模式之间平滑切换的方法。

第3章对微电网分布式电源控制策略进行了阐述，介绍了直驱风力发电系统的工作原理，分析了包括风速、风轮机、传动系统、永磁同步发电机及变流器等各部分的数学模型，提出合理的控制策略，搭建各部分的仿真模块，并通过MATLAB ／ SIMULINK仿真系统对所搭建的直驱风力发电系统进行仿真分析，验证模型的有效性和正确性；还对光伏阵列的最大功率点控制策略、光伏阵列逆变器控制策略、光伏阵列逆变器模型预测控制进行了介绍。

第4章介绍了微电网电源优化配置方法，在介绍分布式电源输出功率不确定性的基础上，在源荷不确定条件下，采用概率分析的方法，建立风电、光电输出功率概率的电网向量序优化配置模型、总负荷不确定性模型，制定复合储能配比机制；采用向量序优化方法，从预测场景下的Pareto最优解集中获取最优解，增强解算的鲁棒性。通过评价指标校正，使优化配置方案全局最优，并介绍了微电网向量序优化配置模型向量序优化配置评价方法。还介绍了退役动力电池异构储能系统及其控制策略，重点在储能单元能量转换机制、微电网混合储能系统及其控制策略以及退役动力电池异构储能系统。

第5章介绍了微电网储能优化配置方法，介绍了用于微电网的多类型储能单元的充放电容量、充放电速度、寿命周期一致性、兼容性等问题。

第6章从异构储能系统模型、能量转换机制、综合能量管理单元进行研究，构建异构储能综合能量管理系统；从多时间尺度耦合机理与解耦控制方法等方面进行深入的研究，建立异构储能能量管理系统时空尺度协调控制方案。最后，通过一个工程样例，介绍了微电网系统的建立过程及运行效果。

本书由程志江、王维庆、樊小朝撰写。书中对微电网控制及储能系统的关键问题进行了研究，为微电网控制技术的进步提供理论和实验支撑，为可再生能源的大规模应用，提高可再生能源的消纳能力，减少弃风、弃光现象的发生提供了一种可行的解决方案，具有一定的参考和借鉴价值。

本书的研究工作得到了国家自然科学基金重点项目“源荷不确定条件下沙漠油井微电网电源优化配置方法研究”（批准号：51567022）、“并网光伏电站储能优化配置的机组组合分析方法研究”（批准号：51667020）的资助，在撰写过程中得到李永东教授、张新燕教授、王海云教授的大力帮助，在此表示衷心的感谢！

著者
2020年4月