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综上所述，当系统中发生三相接地短路故障时，PQ控制下的IBDG故障特性根据故障的严重程度不同，可分为以下两段定量关系：
（1）当输出电流未达到IBDG设定电流极限时满足：S?3UI(I?Imax)，IBDG对外表现出一恒功率电源，出口端电压随故障电流输出值的增大而减小。
' （2）当输出电流达到IBDG设定电流极限时满足：U?Imax?Zf，IBDG对外表现出一恒定电流源。
综上可知，当故障电流达到极限之后，分布式电源内部的保护装置会动作切除。因此在后续分析中，仅考虑该控制下的IBDG为一恒功率源。 2) 不对称故障
对于恒功率控制IBDG的不对称短路故障分析，仍采用2.4.2节的结论，认为三相对称调制控制的电压源型逆变器是一个只含有基频正序量的电压源。
采用对称分量法进行分析，故障后序网络电路可参考2.4.2节中的图2-11。 故障前IBDG的输出功率有：
??U?I???????? S AA?UBIB?UCIC （2-19）其中， UA、UB 、UC 及 IA、 IB、IC 分别为IBDG出口三相电压及电流。将
式（2-19）中的相电压及电流根据公式（2-8）转换成正、负、零序分量表示，有：
......??3U?I??U?I??U?I?? S11?322?300 （2-20） 其中，正、负、零序电压有： ??E??jXI??U1eq1??? ?U2??jXI （2-21） 2?U???0??jXI0与2.2.2节所得的结论类似，IBDG出口的正序电压由逆变器出口正序电压和连接电抗 X 上的正序压降合成。而负、零序电压是负、零序电流流经连接电抗 X产生的压降。由于滤波装置阻抗很小，因此IBDG出口负、零序电压很小。
将式（2-21）代入式（2-20）可得：
22??3U?I?? S 11?3jXI2?3jXI0 （2-22）
当发生不对称故障后，由于负、零序电流的出现，相当于增加了容性负荷，采用
恒功率控制的IBDG为了保证输出功率恒定，在输出的正序分量上增加了相应的感性功率来进行抵消。而IBDG 输出的有功功率仅与正序分量有关，如式（2-23），其中Z?为故障后系统等效阻抗。
2?I?? P?Re(3U 11)?Re(3I1Z?) （2-23）
由于恒功率控制，故障前后IBDG输出的有功功率恒定，在系统阻抗已知的情况
下，可以根据式（2-23）求得故障后的正序电流。
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以BC相相间短路故障为例，复合序网可参考2.4.2节图2-12。考虑到线路与负载的正、负序等效阻抗相等，故障后系统等效阻抗有：
Z??ZLine?求其实部，得：
22RLine(2RLineRLoad?RLoad?XLoad)?2RLoad(XLine?XLoad)2（2-25） R??RLine?(2RLine?RLoad)2?(2XLine?XLoad?2X)2ZLoad(ZLine?jX) （2-24）
2ZLine?2jX?ZLoad则故障后正序电流有：
I1?P （2-26） 3R?由于R??RLine?RLoad ，因此两相相间短路后的正序电流较正常运行时有所增加。 对于恒功率控制的IBDG，负序电流的幅值为： I2?ZLoad?I1 （2-27）
2ZLine?2jX?ZLoad由式（2-27），由于微电网中，负荷的阻抗远大于线路阻抗，因此流经IBDG的负序电流将会很大。
综上所述，当系统发生两相相间短路故障后，采用恒功率控制IBDG的输出功率保持不变，正序电流增大，并出现较大的负序电流。当系统发生单相接地短路和两相接地短路等不对称短路故障时，也有相似的结论。
2.4 本章小结
本章首先介绍了微电网结构的理论基础，对微电源进行了简单的分类并简单的介绍了分布式电源的工作原理，详细对分布式电源的控制策略以及基于不同控制方式下的故障特性进行了分析，为下章的仿真分析打下理论基础。
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第三章 微电源故障特性研究
3.1 PQ和V/F控制模型搭建
通过前文所述的方法控制微电源出口电流进而控制输出功率、出口电压和系统频率，从而实现PQ控制和V/f控制。微电源内部结构和控制环节在Matlab中搭建的模型如图3-1所示。
PQ控制
VF控制 图3-1
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3.2 控制策略仿真算例
为了验证两电源控制策略的有效性，对所搭建的恒功率控制和恒压恒频控制的微电源进行稳态运行下的仿真验证。主电路仿真图如图3-2所示，控制电路仿真如图2-6,2-7。
PQ控制下主电路仿真图
VF控制下主电路仿真图 图3-2 主电路仿真图
PQ控制下Load1及Load2的参数分别为：PLoad1 = 20kW，QLoad1 = 3kVar；PLoad2= 10kW，QLoad2 = 4kVar。仿真时间为1s，在0.3s时增加负载Load2,0.5s时切除负载Load2。仿真波形如图3-3所示。
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t/s逆变器输出有功功率Q/VarP/Wt/s逆变器输出无功功率
P/Wt/s电网输出有功功率Q/Vart/s电网输出无功功率
图3-3 单个PQ电源带负载输出波形
由仿真波形可以看出，PQ 控制的微电源 MS1 在网络负荷变化的情况下，能始终按照设定的有功10kW和无功功率3kVar发出恒定功率，负荷的增加量完全由大电网提供。期间电压波动量不明显，频率也能保持相对的稳定。
随后，对V/f控制的微电源进行仿真。Load1及Load2的参数分别为：PLoad1 = 23kW，QLoad1 = 10kVar；PLoad2= 10kW，QLoad2 = 6kVar。仿真时间为1s，在0.3s时增加负载Load2,0.5s时切除负载Load2。仿真波形如图3-4所示。
P/WQ/Vart/s逆变器输出有功功率t/s逆变器输出无功功率
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