[發(fā)明專利]一種帶虛擬無源濾波器的孤島微網(wǎng)逆變器控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710228577.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN107800151B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎燕;史向月;樊曉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/01;H02M7/48
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);王娟

本發(fā)明公開了一種帶虛擬無源濾波器的孤島微網(wǎng)逆變器控制方法，檢測逆變器輸出電壓和輸出電流；利用輸出電壓和輸出電流計(jì)算得到無功功率；設(shè)置虛擬無源濾波器，根據(jù)無功功率，獲得虛擬無源濾波器的電容值，獲得獲得虛擬無源濾波器的電感值。獲取輸出電流的各次諧波電流；將各次虛擬無源濾波器的阻抗Z_Vfilterh與各次諧波電流i_oh相乘后與給定電壓u_cref相減，再減去檢測到的逆變器輸出電壓u_c，進(jìn)行PR控制，得到參考逆變器連接電感電流i_Lref；i_Lref與逆變器連接電感電流i_L相減，進(jìn)行PR控制后將結(jié)果送入PWM，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器中功率器件的通斷控制。本發(fā)明可以應(yīng)用于帶非線性負(fù)載的孤島微網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中，能顯著抑制逆變器輸出電流的諧波，提高電能質(zhì)量，穩(wěn)定公共連接點(diǎn)電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分布式發(fā)電及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具備諧波抑制能力的微網(wǎng)逆變器控制方法。

背景技術(shù)

隨著微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，微電網(wǎng)系統(tǒng)中存在大量線性負(fù)荷與非線性負(fù)荷。非線性負(fù)荷包括逆變器、整流器等各類電力電子器件，微電網(wǎng)中的可再生能源大多通過電力電子逆變電路接入微電網(wǎng),這些器件都會(huì)導(dǎo)致微電網(wǎng)入網(wǎng)支路以及內(nèi)部支路上的電流諧波畸變，或在微電網(wǎng)公共耦合點(diǎn)處產(chǎn)生電壓諧波畸變。如果這種諧波分量不加以整治，其將導(dǎo)致電網(wǎng)中的電壓和電流波形畸變，降低電能利用率，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量,另一方面容易導(dǎo)致微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷和逆變器無法正常工作,嚴(yán)重時(shí)甚至危及系統(tǒng)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，微網(wǎng)的特殊網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)和運(yùn)行特點(diǎn)，以及包含其中的眾多儲(chǔ)能設(shè)備、檢測控制設(shè)備都使微網(wǎng)電能質(zhì)量問題有了許多新的特點(diǎn)。

圍繞微電網(wǎng)電流、電壓諧波治理的問題，各國學(xué)者和技術(shù)人員提出了一系列的方法。在抑制電流諧波方面，通過在含微網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)中安裝補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種電能質(zhì)量問題的控制。目前廣泛使用的是無源濾波器和有源濾波器。理論上，在變換器側(cè)加入合理的無源阻抗網(wǎng)絡(luò)可提高系統(tǒng)運(yùn)行性能。然而實(shí)際應(yīng)用中，理想的無源阻抗網(wǎng)絡(luò)是不存在的。比如，電阻和電容上存在等效串聯(lián)電感。電感上存在等效串聯(lián)電阻，此外，電阻存在損耗和發(fā)熱問題，電感存在飽和電流過大時(shí)電感量明顯降低等問題。這無疑降低了無源阻抗網(wǎng)絡(luò)改善變換器系統(tǒng)運(yùn)行的能力。有源濾波器在微網(wǎng)環(huán)境下的諧波補(bǔ)償中應(yīng)用也非常廣泛，但考慮到微電網(wǎng)滲透率的增加,為每個(gè)微電網(wǎng)均配置一個(gè)有源濾波器，顯然極大地提高了設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種帶虛擬無源濾波器的孤島微網(wǎng)逆變器控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種帶虛擬無源濾波器的孤島微網(wǎng)逆變器控制方法，包括以下步驟：

1)檢測逆變器輸出電壓u_c和輸出電流i_o，計(jì)算出無功功率Q_C；設(shè)置虛擬濾波器器Z_Vfilter，由虛擬電容C_V、虛擬電感L_V和虛擬電阻構(gòu)成虛擬電阻R_Vh；根據(jù)無功功率Q_C獲得各次虛擬濾波器中虛擬電容的容值C_Vh，進(jìn)而得到各次虛擬電感L_Vh的值；

2)利用帶通濾波器，提取逆變器輸出電流i_o的各次諧波電流i_oh，將各次諧波電流i_oh與各次虛擬濾波器阻抗Z_Vfilterh相乘，得到各次虛擬濾波器電壓u_Vfilterh；