[發(fā)明專利]一種改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611225599.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106786797B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴紀(jì)東;閔小宇;蘇建徽;杜燕;汪海寧;施永;楊向真
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發(fā)明公開了一種改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法，其特征是：所述微網(wǎng)逆變器是通過自身控制獨(dú)立工作實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量改善，以及單元之間功率分配；并能夠接受上層中央管理系統(tǒng)調(diào)度，根據(jù)上層管理系統(tǒng)的調(diào)度指令調(diào)整微網(wǎng)逆變器輸出電壓，實(shí)現(xiàn)母線電壓控制與電壓質(zhì)量改善。本發(fā)明利用微網(wǎng)逆變器參與微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量控制，通過控制逆變器輸出阻抗吸收負(fù)載諧波電流，不僅可以減少微網(wǎng)專門用于電能質(zhì)量改善電力電子裝置的投入，而且由于微網(wǎng)逆變器安裝的分散性使得控制更加靈活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法。

背景技術(shù)

微網(wǎng)作為一個既可并網(wǎng)運(yùn)行亦可脫網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行的小型發(fā)電系統(tǒng)，其網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷形式具有很大的隨機(jī)性和多樣性。而網(wǎng)內(nèi)大量民用和工業(yè)用設(shè)備均帶有電力電子器件接口，使得負(fù)荷主要表征為非線性特性。非線性負(fù)載引起的諧波電流在線路阻抗及逆變器輸出阻抗上產(chǎn)生諧波壓降，會導(dǎo)致母線電壓的畸變，影響母線負(fù)載供電質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引起系統(tǒng)失穩(wěn)。為改善微網(wǎng)供電質(zhì)量，一種常用方法是加裝電能質(zhì)量改善裝置，如有源濾波器。然而，微電網(wǎng)中母線上的用電負(fù)荷類型和容量具有很大的不確定性，這給電能質(zhì)量治理裝置的接入位置選擇帶來困難。要確保負(fù)荷供電電能質(zhì)量就需要大量的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，這無疑會極大增加微電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行成本。通過微網(wǎng)逆變器增加電能質(zhì)量控制功能，可很容易地實(shí)現(xiàn)諧波的就地補(bǔ)償治理。因此，通過微網(wǎng)逆變器控制使逆變器具備諧波抑制功能，對減少微網(wǎng)中專門用于電能質(zhì)量改善電力電子裝置的投入，以及改善微電網(wǎng)母線電壓質(zhì)量提高系統(tǒng)可靠性，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。非線性負(fù)載條件下微網(wǎng)母線電壓控制，主要是在靜止坐標(biāo)系下采用多諧振控制器的控制方式。針對每個頻次的諧波分量進(jìn)行控制，每增加一個頻次諧波分量的控制，便需要增加一個諧振控制器，而且所有逆變器均參與電壓質(zhì)量的控制。這一控制方案，所有逆變器均參與諧波電壓的控制，逆變器參與電壓質(zhì)量控制沒有選擇性。然而，微電網(wǎng)中并非所有逆變器均適合參與電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)，當(dāng)并網(wǎng)逆變器自身滿容量輸出時(shí)，則難以參與電壓質(zhì)量的控制。另外，每增加一次諧波電壓控制，便需增加一個諧振控制器，逆變器電壓控制器復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種系統(tǒng)控制靈活、控制方法簡潔的非線性負(fù)載下改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法的特點(diǎn)是：所述微網(wǎng)逆變器是通過自身控制獨(dú)立工作實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量改善，以及微網(wǎng)逆變器之間功率分配；并能夠接受上層中央管理系統(tǒng)調(diào)度，根據(jù)上層中央管理系統(tǒng)的調(diào)度指令調(diào)整微網(wǎng)逆變器輸出電壓，實(shí)現(xiàn)母線電壓控制與電壓質(zhì)量改善。

本發(fā)明改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法的特點(diǎn)也在于：在微網(wǎng)逆變器的電壓控制環(huán)增加諧波阻抗控制，通過模擬諧波負(fù)阻抗吸收負(fù)載諧波電流，改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量。

本發(fā)明改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法的特點(diǎn)也在于：實(shí)時(shí)監(jiān)測微網(wǎng)逆變器輸出電流，提取微網(wǎng)逆變器輸出電流的諧波成分，根據(jù)虛擬阻抗及線路阻抗計(jì)算獲得諧波參考電壓，將所述諧波參考電壓疊加至基波參考電壓，進(jìn)而控制逆變器輸出電壓，使逆變器具備負(fù)諧波阻抗特性，以此改善母線電壓質(zhì)量；同時(shí)，所述微網(wǎng)逆變器接受上層管理系統(tǒng)的調(diào)度，實(shí)時(shí)修改虛擬阻抗及線路阻抗的大小以適應(yīng)系統(tǒng)不同運(yùn)行工況。

本發(fā)明改善微網(wǎng)母線電壓質(zhì)量的微網(wǎng)逆變器的控制方法的特點(diǎn)也在于：所述微網(wǎng)逆變器輸出電壓的控制算法是：

采用下垂控制計(jì)算獲得微網(wǎng)逆變器基波參考電壓u_reff；

由饋線電流i_o經(jīng)低通濾波器LPF提取出基波電流i_o1，將所述基波電流i_o1乘以虛擬阻抗Z_v獲得虛擬阻抗電壓u_v；