引言
微电网中多个逆变器常以并联的方式运行，以提高微电网系统的容量和冗余性。微电网中存在的大量非线性不平衡混合负载会导致微电网母线电压不平衡且畸变。母线电压质量下降不仅会对微电网中的用电设备造成很大危害，也会影响逆变器的稳定运行。因此微电网中的逆变器在完成电能形式转换的同时，还要保证优质的供电质量。
1概述
能源互联网是以传统电网为传输电能主体，以微电网作为其中的重要组成元素，通过互联网技术实现对分布式可再生能源的最大化利用的新型电力网络。它可以充分发挥互联网传递信息的高效性和快速性优势，及时监测用户端和电源端的能量双向流动，从而使更多的可再生能源得以加入电网，减小环境污染，逐步改善能源结构。在能源互联网的影响力越来越大的当下，电能质量问题仍然是用户和电网所关注的重点。其中，微电网是可再生能源利用的重要载体，因而对于能源互联网的电能质量问题，研究微电网及含微电网的配电网电能质量治理策略是应有之义。
2研究现状
目前，世界电力行业内还没有对微电网给出明确而统一的定义，但国内外对微电网的研究已经取得了很大的进展，形成了相关理论知识、仿真及实验分析、微电网实验室、示范工程等一系列成果。美国是最早提出微电网概念并着手研究的国家，由一些科技公司主导建立了一批微电网工程，促进了微电网基本控制运行理论的逐步完善，同时还形成了一套比较完整的微电网运营管理规则。能源匮乏的韩国和日本重点针对直流微电网开展研究，研究内容包括如何实现微电网能量供需平衡、能量管理系统和高效功率变流器的设计、微电网如何实现分布式能源与本地配电网互联等方面。欧洲科技强国对微电网技术的研究更关注微电网是否能保证用户电能质量，以及如何保证连接微电网的配电网自身稳定性方等方面。由于微电网的组成部分較多，其协调控制技术一直是研究的难点。针对含有多种分布式能源的混合微电网的协调控制策略开展研究，其在并网和离网运行状态下，研究各接口变换器的协调控制，实现了微网功率平衡、微源的最大功率输出、交直流母线能量交互最少的运行效果，在微网孤岛运行时，研究多种分布式电源的主从控制策略，科学配置可提高系统的稳定性和经济性。同时，微电网设备的优化配置问题也得到广泛研究，通过对系统中各单元经济性分析，研究容量优化配置、各类型电源及机组最优组合、不同微电源的功率输出优化分配问题。针对这些研究，已提出采用目标逼近与二次序列相结合的优化规划求解方法，根据不同的能源类型、负荷类型目标，构建了单目标和多目标微电网容量优化函数，提出了相应的优化算法，还提出了一些最优的经济调度策略。微电网并网运行与离网运行时，主电源与从电源的控制方式并不相同。并网运行时，主电源和从电源均采用PQ控制;离网运行时，主电源采用V/f控制，用以维持系统电压和频率稳定，而从电源仍然采用PQ控制。由此可知，主电源在不同的运行方式下的控制目标和控制策略各不相同。微电网控制方式也是重点研究内容之一，针对多微电源组成微电网，研究其在并网模式、孤网模式以及过渡模式下的运行、控制和保护策略。
3微电网中的电能质量问题
结合微电网的定义以及目前典型的微电网架构可以看出，微电网内包含大量微电源，微电网的电压等级一般较低，且内部电源与负荷种类繁多，因此其网内的功率因数、谐波含有率、三相电压不平衡度等电能质量指标可能会不满足要求。第一，随着微电网研究的深入和应用范围的扩大，微电网中微电源的种类越来越多，数量也越来越大，微电网中出现许多由于微电源自身特殊性质而引发的电能质量问题。如PV光伏发电装置会引起电压波动和谐波污染;感应电动机形式的风力发电机并网和解网时伴随的冲击电流会带来电压跌落问题，风速变化造成有功输出的波动，可能引发电压闪变;燃料电池式的微电源可能导致的电能质量问题则包括谐波污染和偏低的功率因数;同步机式的微电源可能带来频率波动问题和电压闪变问题，还有可能恶化接地故障引发电压跌落的危害程度和范围。第二，分布式发电系统的原动机部分往往存在间歇性，由此造成的频繁启停和功率波动会在配电网中造成明显的电压波动。而且分布式发电装置的功率一般较小，在配电网中电压变化时，敏感的分布式电源可能进一步恶化电压问题。第三，分布式发电装置中广泛采用变流器作为接入电网的设备"，变流器并网依赖复杂的开关动作可能导致配电网中的谐波污染。如果变流器与电源的原动机特性协调不当还可能成为电网中明显的谐波源和电压扰动源。第四，分布式发电系统常常是单相的，接入配电网后虽然可以发挥补偿负载三相不平衡的作用，但若协调不当，反而会恶化原有的三相不平衡问题。而且分布式发电系统因为可以灵活控制其自身的功率输出，因而被认为能够协助解决配电网中的电压波动、闪变、暂降、谐波畸变问题，但是同样也可能恶化这些问题。总的来说，微电网环境下电能质量问题可以按照频率的不同分为工频电能质量问题和谐波问题两大类。前者包括三相不平衡、电压波动、闪变、电压暂降，后者则主要为电压和电流的谐波畸变。工频电能质量问题主要是因为微电网及所在配电网中出现功率不平衡而产生，微电网环境下有功功率不平衡表现的更为突出。
4微电网电能质量治理措施
4.1微电网运行控制策略
微电网运行控制策略分为三个层面，第一层是从整体控制微电网和外部配电网的功率交换，实现微电网的能量管理控制；第二层是微源间的协调控制策略以及模式切换控制策略；第三层是每个微源自身的控制策略。微源的运行控制策略可大致分为主从控制模式、对等控制模式和分层控制模式。并网模式下微源处于电流控制电压源模式，即PQ控制和下垂控制，仅为电网提供能量；离网模式下，微源必须提供微电网需要的工作电压，因而工作在电压控制电压源模式，即主从控制和对等控制。因而在并离网运行模式切换时，微源的工作模式也相应改变，从而会产生电流冲击和电压跌落等电能质量问题。
4.2微源运行控制策略
微电网中微源本身存在的间歇性特点和微源逆变器控制策略的转换都会产生电能质量问题，同时多微源间由于功率分配不均也会产生电能质量问题。对微源运行控制策略进行设计就是从供电端主动改善微网电能质量，从源头减少电能质量问题。
4.3电能质量治理设备控制策略
微电网的电能质量问题显然可以通过装设电能质量治理装置来解决。对于电能质量治理设备，配电静止同步补偿器（DSTATCOM）和微网协同控制无功电压的联合运行模式。在公共连接点和微网交流母线间接入有源电能质量调节器，以减小微网接入的影响。可以看出，单一电能质量治理设备接入遵循了传统电网中的控制策略。然而由于微电网特殊的环境影响，含逆变器的多电能质量治理设备在微电网中相互耦合相互干扰的影响相对更强。
结语
随着微电网中接入分布式能源和非线性负载数量的增加，微电网电能质量问题必将日趋复杂，而电能质量治理装置的接入既有经济性的限制，也有多电能质量治理设备接入相互耦合的影响。现有的运行控制策略仍有不足之处，对非线性负载和电能质量治理设备接入造成的干扰研究不够深入。
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