劉進軍，劉 增

（西安交通大學）

自本世紀初開始，我國電力系統(tǒng)進入了新的發(fā)展階段，其主要特征體現(xiàn)為：以可再生能源和清潔能源發(fā)電為主，骨干電源和分布式電源結(jié)合，主干電網(wǎng)與區(qū)域配網(wǎng)、微網(wǎng)結(jié)合。而電力電子變流器作為可再生能源與清潔能源接入、分布式電源與微網(wǎng)配置的核心裝備，是實現(xiàn)新一代電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵手段，進而電力電子與電力系統(tǒng)之間集成將日益提升。在電力電子與電力系統(tǒng)集成中，變流器與電網(wǎng)間以及變流器間相互作用給變流器控制、變流器間協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)建模分析以及系統(tǒng)穩(wěn)定運行等帶來諸多挑戰(zhàn)，近年來得到了學術界和工業(yè)界廣泛關注。為了集中展現(xiàn)電力電子與電力系統(tǒng)集成領域最新研究進展，《電源學報》特別推出“電力電子與電力系統(tǒng)集成”專輯。本專輯征稿通知發(fā)出后，得到了國內(nèi)各高校及企業(yè)同行的大力支持和積極響應，經(jīng)過編輯部組織審稿專家進行論文評審，本著“優(yōu)中選優(yōu)”的原則，最終錄用論文13篇，其中變流器控制2篇，多變流器間協(xié)調(diào)控制3篇，變流器系統(tǒng)建模與分析4篇，變流器系統(tǒng)穩(wěn)定運行4篇。

微網(wǎng)作為電力電子與電力系統(tǒng)集成的典型場景，其孤島運行時由于缺乏大電網(wǎng)支撐，母線電壓質(zhì)量完全依賴于微網(wǎng)內(nèi)部變流器，因而給變流器控制提出了更高的要求。山東理工大學的李洪恩等在“孤島直流微電網(wǎng)DC-DC變換器的非線性控制技術”中，為抑制孤島直流微網(wǎng)中母線電壓波動，提出了基于Backstepping的儲能變流器非線性控制方法，有效維持母線電壓穩(wěn)定。湖南大學的張松等在“不對稱負載下離網(wǎng)逆變器的雙序控制方法”中，針對孤島交流微網(wǎng)中不平衡負載對母線電壓質(zhì)量的影響，通過分析負序分量的耦合模型，提出了一種基于雙序控制的離網(wǎng)逆變器控制方法，有效提升了微網(wǎng)母線電壓的對稱度。

風電場及微網(wǎng)中通常存在多臺電源變流器并聯(lián)，變流器間協(xié)調(diào)控制對于電源輸出功率分配及系統(tǒng)總體性能提升至關重要。清華大學的焦小敏等在“基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的多風電機組協(xié)同控制方法”中針對風電場中風機機組間尾流耦合建模困難問題，提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的多風電機組協(xié)同控制方法以及基于粒子群算法的功率指令優(yōu)化方法，有效抑制了尾流效應導致的風電場總體輸出功率下降。中國電力科學研究院的張祥文等在“考慮機組運行狀態(tài)的海上風電場無功協(xié)調(diào)控制”中針對海上風電場低電壓穿越問題，提出了低電壓穿越過程中電壓跌落及電壓恢復時的雙饋風機協(xié)調(diào)控制策略，充分發(fā)揮機組無功出力并協(xié)助電網(wǎng)電壓快速恢復，有效提高低電壓穿越過程中暫態(tài)電壓水平。國網(wǎng)浙江海寧市供電有限公司的郁家麟等在“微電網(wǎng)含非線性與不平衡負荷時的混合儲能功率分配策略研究”中針對混合儲能系統(tǒng)中不平衡及諧波負載功率分配問題，提出了新型不平衡負載和非線性負載條件下混合儲能系統(tǒng)及其協(xié)調(diào)控制策略，充分發(fā)揮了不同儲能元件的性能。

電力電子與電力系統(tǒng)集成中變流器與電網(wǎng)之間耦合復雜，易引發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此建立系統(tǒng)模型并進行穩(wěn)定性分析對于獲取系統(tǒng)振蕩機理及進行參數(shù)設計具有重要意義。四川大學的余鐵鈔等在“控制電容參數(shù)對DCVM Cuk PFC穩(wěn)定性的影響”中對不連續(xù)電容電壓模式Cuk功率因數(shù)校正變換器存在的慢尺度分岔現(xiàn)象進行了研究，通過諧波線性法建立系統(tǒng)模型，并基于Floquet理論對含控制電容控制器參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響進行分析，進而為參數(shù)設計提供依據(jù)。西安交通大學的屠一鳴等在“基于阻抗的數(shù)字延時對單電流環(huán)控制型并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性影響的分析”中對并網(wǎng)變流器輸出阻抗進行了研究，通過建立包含電流環(huán)動態(tài)及數(shù)字延時的變流器端口阻抗模型，并對該阻抗特性進行深入分析，揭示出數(shù)字延時對并網(wǎng)變流器穩(wěn)定性的影響機制。風光儲并網(wǎng)運行技術國家電網(wǎng)公司重點實驗室的李蘊紅等在 “VSG-DFIG風力發(fā)電系統(tǒng)小信號建模及穩(wěn)定性分析”中對基于虛擬同步發(fā)電機控制的雙饋型風力發(fā)電系統(tǒng)，提出了基于戴維南-諾頓等效的雙饋電機模型，揭示出系統(tǒng)振蕩機理。西安交通大學的王施珂等在“基于端口特性的并聯(lián)下垂逆變器系統(tǒng)的小信號建模與穩(wěn)定性分析”中針對交流微網(wǎng)中下垂控制并聯(lián)逆變器間存在的基波頻率耦合，通過建立各變流器端口特性模型以獲得整個并聯(lián)系統(tǒng)模型，進而提出基于各變流器端口特性模型的系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷方法，為微網(wǎng)多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究提供重要理論依據(jù)。

為實現(xiàn)電力電子與電力系統(tǒng)集成中變流器系統(tǒng)穩(wěn)定運行，要求對相關特性進行在線監(jiān)測以預測振蕩或采取相關控制策略對振蕩進行抑制。西安交通大學的劉自鵬等在 “基于并網(wǎng)變流器的脈沖注入型電網(wǎng)阻抗測量方法的參數(shù)設計”中對電網(wǎng)阻抗在線測量方法進行深入研究，提出了注入脈沖的選取和設計方法，在確保并網(wǎng)變流器高效運行的基礎上提升電網(wǎng)阻抗測量精度，解決了并網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測中的關鍵問題。蘭州交通大學的吳當當?shù)仍凇盎诰_反饋線性化的直流微電網(wǎng)恒功率負載系統(tǒng)NTSMC穩(wěn)定性研究”中針對恒功率負載導致的直流微網(wǎng)振蕩問題，提出了基于復合滑模面的改進非奇異滑?？刂撇呗缘南到y(tǒng)振抖抑制方法，提升了系統(tǒng)動態(tài)性能和魯棒性。國網(wǎng)山西電力公司電力科學研究院的唐震等在 “光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)機電振蕩的機理與策略”中對系統(tǒng)機電振蕩抑制進行了研究，提出了采用光伏發(fā)電變流器的快速響應特性抑制系統(tǒng)振蕩的機理及控制策略，有效削弱了系統(tǒng)機電振蕩過程。榆林學院的賀瑜飛在“風力場中電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制技術研究”中對風電場暫態(tài)穩(wěn)定控制進行研究，提出了基于風機轉(zhuǎn)子功角調(diào)控的暫態(tài)穩(wěn)定應急控制策略和基于無功功率補償?shù)臅簯B(tài)穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制策略，有效抑制暫態(tài)過程中電壓波動。

綜上，本專輯論文針對電力電子與電力系統(tǒng)集成中面臨的多方面挑戰(zhàn)展開了研究，為相關原理分析及工程應用提供了理論支撐和關鍵技術，具有很好的參考價值。希望通過本專輯的出版能對電力電子與電力系統(tǒng)集成的研究起到一定推進作用，進而加快我國新一代電力系統(tǒng)發(fā)展進程。

最后，衷心感謝有關專家學者及業(yè)界同仁對本專輯策劃、征稿、投稿和評審工作的大力支持！