海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室的研究人員張雪妍、馬偉明、付立軍、馬凡， 在2017年第18期《電工技術學報》上撰文指出， 隨著新能源技術的發展， 偏遠山區、海島等獨立電力系統越來越多地採用新能源發電設備與柴油發電機混合供電方式。
針對這類系統中新能源逆變器單獨供電、與柴油發電機並聯供電的功能需求， 以逆變器單獨供電時採用電壓源控制、與柴油發電機並聯時採用電流源控制為基礎， 提出基於逆變器控制模式切換和柴油發電機准同期並聯相結合的控制策略，
獨立電力系統是指獨立運行在與大電網隔離地區的電力系統， 常應用於偏遠山區、孤立海島等地區[1-3]。 傳統獨立電力系統採用柴油發電機組、輕型燃氣輪機發電機組等旋轉發電裝置， 它存在雜訊大、環境污染、偏遠地區燃料補給困難等缺點。
隨著新能源發電技術的發展， 獨立電力系統越來越多地採用風能、太陽能等新能源發電裝置單獨供電， 或者採用與傳統發電機並聯向負載供電方式， 來提高發電經濟性、減少環境污染、增強偏遠地區供電自給能力[4-6]。
然而， 逆變器與發電機在電壓與頻率控制方法、輸出埠阻抗特性、機電慣性、抗擾能力等方面均存在較大差異，
根據並聯物件的不同， 逆變器並聯控制可分為逆變器之間相互並聯、逆變器併入電網、逆變器與發電機並聯三種類型。 截至目前， 國內外學者在前兩種並聯系統控制方面已取得了豐碩的研究成果。 其中， 逆變器之間相互並聯的控制策略主要有主從控制法[7-9]、下垂控制法[10-14]、分佈控制法[15,16]等。
逆變器並網已經實現了電壓源並網和電流源並網控制[17-21]。
在這方面的研究中， 文獻[22]提出了一種柴油發電機和由逆變器接入的電池儲能裝置的無縫切換控制方法。 但是， 該文獻中除了兩種設備的本地控制器外， 還需要增設上層控制單元， 以實現兩者的協調控制， 這增加了系統控制的複雜性， 而且沒有進行1∶1樣機實驗研究， 其控制演算法的實用性還有待進一步驗證。
本文以某新能源發電逆變器與柴油發電機組混合供電系統為研究物件，
在PSCAD/EMTDC中搭建了該系統的模擬模型， 並在實驗室構建了1∶1樣機實驗系統， 通過時域模擬和物理實驗驗證了所提出控制策略的有效性和實用性， 降低了工程應用技術風險。
圖1 逆變器與柴油發電機混合供電系統結構
圖4 新能源發電逆變器的控制框圖
結論
本文提出了一種基於模式切換的逆變器與發電機並聯控制策略，其主要思想是：
1）逆變器單獨帶負載運行時採用恒電壓控制模式，且逆變器不鎖相、控制器自身產生調製波相位。
2）在與發電機並聯運行時採用恒電流控制模式，但需要通過鎖相產生調製波相位。
3）在不同工況切換時，逆變器通過信號線檢測發電機輸出斷路器的閉合狀態來判斷模式切換時刻的發生，並快速切換控制模式；同時，結合發電機的同期控制、逆變器電壓外環PI控制器積分環節在切換時刻重新賦值等方法，來實現不同模式切換過程中較小的系統衝擊，保證系統安全運行。
本文建立了逆變器與發電機混合供電系統的模擬模型，並在實驗室構建了1∶1樣機實驗系統，通過不同工況下的時域模擬和物理實驗，驗證了所提切換控制策略的有效性。該控制策略不僅能保證不同工況下的穩定運行、實現不同工況之間切換的暫態過程中系統平穩過渡以及靈活調配逆變器和發電機並聯運行的功率分配，而且具有控制原理簡單、工程實現容易、不需要增加用於逆變器和發電機之間協調的上層控制器等優點。
本文提出了一種基於模式切換的逆變器與發電機並聯控制策略，其主要思想是：
1）逆變器單獨帶負載運行時採用恒電壓控制模式，且逆變器不鎖相、控制器自身產生調製波相位。
2）在與發電機並聯運行時採用恒電流控制模式，但需要通過鎖相產生調製波相位。
3）在不同工況切換時，逆變器通過信號線檢測發電機輸出斷路器的閉合狀態來判斷模式切換時刻的發生，並快速切換控制模式；同時，結合發電機的同期控制、逆變器電壓外環PI控制器積分環節在切換時刻重新賦值等方法，來實現不同模式切換過程中較小的系統衝擊，保證系統安全運行。
本文建立了逆變器與發電機混合供電系統的模擬模型，並在實驗室構建了1∶1樣機實驗系統，通過不同工況下的時域模擬和物理實驗，驗證了所提切換控制策略的有效性。該控制策略不僅能保證不同工況下的穩定運行、實現不同工況之間切換的暫態過程中系統平穩過渡以及靈活調配逆變器和發電機並聯運行的功率分配，而且具有控制原理簡單、工程實現容易、不需要增加用於逆變器和發電機之間協調的上層控制器等優點。