[發明專利]不平衡負載條件下微網逆變器的電壓平衡控制方法

有效

• 申請號: 201810437359.3
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108493967B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 謝震;陳世燚;張興
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/38
• 代理公司: 34118 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王挺

本發明涉及一種不平衡負載條件下微網逆變器的電壓平衡控制方法。低壓微電網中，由于不平衡負載的普遍存在會導致微網逆變器三相輸出電壓不平衡，為了保證供電質量，需要采用一定的控制方法對微網逆變器的輸出電壓進行控制。本發明提出了一種無需對逆變器輸出電壓進行正負序分離的電壓平衡控制方法：將逆變器輸出電壓dq軸分量作為高通濾波器的輸入，高通濾波器輸出的100Hz脈動量即為負序電壓反饋值，令負序電壓參考值為零伏，負序電壓參考值和負序電壓反饋值作差后，將誤差信號通過諧振控制器，將諧振控制器的輸出疊加在電感電流內環的輸出上，經過調制后即可實現逆變器輸出電壓的平衡控制。

技術領域

本發明涉及一種不平衡負載條件下微網逆變器的電壓平衡控制方法，屬于新能源發電的分布式發電控制技術領域。

背景技術

隨著社會的發展，新能源發電的分布式發電方式得到了世界范圍內的關注，許多國家開始加大對新能源發電的扶持力度，將某一區域內的多個分布式電源組合成微電網的形式進行并網發電是目前的研究熱點，微電網有并網運行和孤島運行兩種工作模式。

微電網孤島運行時要求向用戶提供符合電力系統電能質量要求的三相交流電，電壓不平衡度是衡量電能質量的一個重要技術指標。在低壓微電網中，通常三相負載是不對稱的，且存在大量單相負載。接入不平衡負載將導致負序電流的出現，負序電流在系統中的流動將導致逆變器輸出電壓的不平衡，將對微電網的供電質量造成惡劣的影響。

為了應對不平衡負載導致的微網系統輸出電壓不平衡問題，國內外的學者已經做了大量的研究，如文獻《A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,and Z.Shuai,“Power electronichybrid system for load balancing compensation and frequency-selectiveharmonic suppression,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.59,no.2,pp.723–732,Feb.2012.》(中文名：負荷平衡補償和特定頻率諧波抑制的電力電子混合系統；作者：A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,和Z.Shuai；來源：IEEE Trans.Ind.Electron)和文獻《王恒利,付立軍,肖飛,揭貴生,朱威.三相逆變器不平衡負載條件下雙環控制策略[J].電網技術,2013,37(02):398-404.》。

文獻《A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,and Z.Shuai,“Power electronic hybridsystem for load balancing compensation and frequency-selective harmonicsuppression,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.59,no.2,pp.723–732,Feb.2012.》通過有源濾波器(APF)向微電網系統注入補償電流的方法來達到平衡輸出電壓的目的，該控制方法存在著以下的不足：

1)在負載嚴重不平衡的情況下，APF需要注入很高的補償電流，補償電流的幅值可能會超過APF的電流額定值，對APF的工作造成不利影響；

2)APF作為專門的電能質量調節裝置成本高不易推廣應用。

文獻《王恒利,付立軍,肖飛,揭貴生,朱威.三相逆變器不平衡負載條件下雙環控制策略[J].電網技術,2013,37(02):398-404.》首先對逆變器三相輸出電壓進行正負序分離的操作，對提取出的正序分量和負序分量分別進行控制，通過消除負序分量使輸出電壓滿足不平衡度的要求，該控制方法存在著以下的不足：

1)需要對逆變器三相輸出電壓進行正負序分離，正負序分離操作較為復雜；

2)由于需要對正序分量和負序分量分別進行控制，所以其控制系統更為復雜，參數調節也更加繁瑣。

發明內容