储能微网作为提升可再生能源消纳能力、增强供电可靠性与韧性的重要载体，其运行模式需在并网（Grid-connected）与孤岛（Islanded）状态之间灵活切换。并网/孤岛切换过程涉及电压、频率、功率流的快速重构，若控制不当易引发系统失稳甚至设备损坏。
随着“双碳”目标推进与分布式能源（DERs）大规模接入，微电网（Microgrid）成为构建新型电力系统的关键单元。储能系统（如锂电池、超级电容）在微网中承担能量缓冲、功率平衡与黑启动等核心功能，使微网具备在主网故障时自主切换至孤岛运行的能力。然而，并网与孤岛模式下的控制目标、拓扑结构与动态特性差异显著，切换过程易引发暂态冲击，威胁系统安全。因此实现快速、平稳、无缝的模式切换成为储能微网控制技术的核心挑战。
一、并网与孤岛运行模式特性对比
切换过程需在数百毫秒内完成控制策略重构，避免电压骤降、频率越限或保护误动作！
二、切换控制的关键技术挑战
1、暂态稳定性问题：模式切换瞬间，系统阻抗突变，易引发振荡。
2、同步难题：孤岛转并网时需精确匹配电压幅值、相位与频率。
3、控制策略平滑过渡：从PQ控制（并网）切换至V/f控制（孤岛）需避免控制指令跳变。
4、通信依赖与延迟：集中式控制依赖通信，存在单点故障风险。
5、多源协调复杂性：光伏、风电、储能、柴油机等多类型电源动态响应差异大。
三、主流切换控制策略
1、基于预同步的切换方法
在孤岛转并网前，通过锁相环（PLL）或虚拟同步机（VSG）技术调整微网输出电压，使其与主网同步。该方法可显著降低合闸冲击，但依赖精确测量与快速调节能力。
2、主从控制（Master-Slave Control）
指定一台储能变流器（PCS）作为主控单元（V/f控制），其余为从机（PQ控制）。切换时仅需改变主控单元运行模式，结构简单，但主控单元故障将导致系统崩溃。
3、对等控制（Peer-to-Peer / Droop Control）
所有分布式电源采用下垂控制，无主从之分。切换通过动态调整下垂系数实现，具备即插即用与高冗余性，但稳态精度较低，需配合二次调频。
4、多时间尺度协调控制
- 毫秒级：本地控制器执行快速电压/频率响应；
- 秒级：能量管理系统（EMS）优化功率分配；
- 分钟级：考虑负荷预测与电价信号进行模式决策。
- 该架构兼顾动态性能与经济性，是当前研究热点。
5、基于人工智能的自适应切换
- 利用强化学习（RL）或深度神经网络（DNN）在线学习切换策略，适应负荷与可再生能源波动，提升鲁棒性，但可解释性与工程落地仍待验证。
储能微网的并网/孤岛切换控制是保障系统安全与可靠运行的核心环节。当前技术已从单一控制策略向多时间尺度、多源协同、智能化方向演进。
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更新时间：2025-11-05 
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