01導語

本文在微電網(wǎng)傳統(tǒng)二層控制中添加了一誤差電壓補償環(huán)路，控制微電網(wǎng)交流母線電壓根據(jù)并網(wǎng)點諧波電壓進行輕微畸變，通過減少微電網(wǎng)交流母線與并網(wǎng)點間的諧波電壓差，降低微電網(wǎng)向電網(wǎng)注入的諧波電流，提高了微電網(wǎng)并網(wǎng)電流的電能質量。

02研究(項目)背景

微電網(wǎng)作為未來智能電網(wǎng)的組成單元，其內部通常包括多種發(fā)電單元。但是采用傳統(tǒng)下垂控制的電壓源型逆變器并聯(lián)構成的微電網(wǎng)，由于其等效輸出阻抗較小，當微電網(wǎng)與電網(wǎng)并聯(lián)運行時，易受到電網(wǎng)并網(wǎng)點電壓諧波分量擾動的影響，使微電網(wǎng)并網(wǎng)電流總諧波畸變率升高。

03論文方法及創(chuàng)新點

雖然微電網(wǎng)底層逆變器電壓外環(huán)采用常規(guī)多重比例諧振(PR)控制器對其電壓傳遞函數(shù)在諧波頻率分量處的增益進行增強。但由于傳統(tǒng)微電網(wǎng)底層控制只對本地電壓進行采樣，無法獲得電網(wǎng)PCC諧波電壓信息。因此，當微電網(wǎng)與畸變電網(wǎng)并聯(lián)運行時，其并網(wǎng)電流畸變仍然難以避免。為了解決上述問題，可在原微電網(wǎng)二層控制中加入一微電網(wǎng)交流母線與PCC諧波誤差電壓控制器，如圖1所示。

圖1 微電網(wǎng)并網(wǎng)諧波電流抑制控制器

當微電網(wǎng)系統(tǒng)引入上述并網(wǎng)諧波電流抑制控制器后，可在dq坐標系下建立以網(wǎng)側諧波電壓擾動為輸入，以微電網(wǎng)并網(wǎng)電流為輸出的擾動傳遞函數(shù)。采用傳統(tǒng)分層控制策略與本文所提控制策略的微電網(wǎng)擾動傳遞函數(shù)的幅頻特性對比如圖2所示。

顯然，當微電網(wǎng)采用傳統(tǒng)控制策略時，其擾動傳遞函數(shù)的幅頻特性在100Hz、200Hz、300Hz及400Hz處均有較大峰值，即表明當電網(wǎng)并網(wǎng)點電壓存在1次負序、5次正負序及7次正負序諧波電壓時，微電網(wǎng)并網(wǎng)電流不能被有效抑制;但當微電網(wǎng)采用本文所提控制策略后，在上述頻率點附近，擾動傳遞函數(shù)幅頻特性出現(xiàn)較大衰減，表明當電網(wǎng)出現(xiàn)相關諧波電壓分量擾動時，微電網(wǎng)并網(wǎng)電流中的相應諧波分量被有效抑制。

圖2 系統(tǒng)擾動傳遞函數(shù)幅頻特性對比

為了驗證本文所提控制策略的有效性，搭建了基于實時dSPACE控制器的微電網(wǎng)實驗平臺。平臺包括兩臺2.2kW三相逆變器、LC濾波器、線路阻抗及負載，如圖3所示。

圖3 基于的dSPACE微電網(wǎng)試驗平臺

當采用傳統(tǒng)分層控制策略的微電網(wǎng)與畸變電網(wǎng)并聯(lián)運行并達到穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)并網(wǎng)電流波形及并網(wǎng)諧波電流分析如圖4所示。

圖4 微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)電流實驗波形并網(wǎng)諧波電流分析(改進前)

當微電網(wǎng)采用本文所提主動并網(wǎng)諧波電流控制策略后，系統(tǒng)并網(wǎng)電流正弦度明顯提高，諧波含量降低，如圖5所示。

圖5 微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)電流實驗波形并網(wǎng)諧波電流分析(改進后)

04結論

文章針對由下垂并聯(lián)電壓源逆變器構成的微電網(wǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)，提出一種基于分層控制策略的系統(tǒng)并網(wǎng)諧波電流抑制策略。該策略在微電網(wǎng)二層控制中添加一微電網(wǎng)母線電壓與并網(wǎng)點誤差電壓控制環(huán)路，通過減少微電網(wǎng)母線電壓與并網(wǎng)點諧波電壓差的方式，減少了

在電網(wǎng)電壓畸變情況下微電網(wǎng)向電網(wǎng)注入的諧波電流含量,最后仿真和實驗驗證了所提控制策略的有效性。