[發明專利]一種孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償方法及系統

有效

• 申請號: 202011095159.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112186804B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 申紅帥;菅永;曹彬;曹雪源
• 申請（專利權）人: 中節能風力發電股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/26;H02J3/01;H02J3/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償方法及系統，其特征在于，包括以下內容：1)選取微電網中容量最大的一逆變器作為主逆變器，并將微電網中的其余逆變器作為從逆變器；2)獲取微電網的負載中的電流，并對獲取的負載電流進行分量分離；3)根據負載電流的各分量，生成從逆變器的參考電流指令值；4)得到從逆變器的電流跟蹤誤差；5)將得到的電流跟蹤誤差經從逆變器電流內環控制器后，產生PWM調制信號；6)從逆變器根據產生的PWM調制信號控制其IGBT的關斷，進而控制從逆變器的輸出補償電流，完成孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償，本發明可廣泛應用于微電網電能質量治理研究領域中。

技術領域

本發明是關于一種孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償方法及系統，屬于微電網電能質量治理研究領域。

背景技術

微電網中存在著大量的非線性不平衡混合負載，當逆變器接有該類負載運行時，若不對逆變器算法加以改進，逆變器的輸出電壓將會因為非線性不平衡混合負載的存在，出現不平衡和畸變，進而導致所連接的微電網母線電壓出現不平衡和畸變。不平衡且畸變的電壓不僅會對微電網中的用電設備造成很大的危害，也會影響逆變器的穩定運行。因此，逆變器在完成電能形式轉換的同時，還要保證在非線性不平衡混合負載下仍然能夠提供優質的電能。

針對逆變器帶三相不平衡負載運行時出現的電壓不平衡問題，現有技術中的三相逆變器不平衡抑制研究方法提出在逆變器和三相不平衡負載間增加一個Δ/Y變壓器，可以給由于三相不平衡負載所產生的不平衡電流提供一個電流通路，解決逆變器輸出電壓不平衡的問題，但是，這無疑增加額外的成本。針對逆變器帶非線性負載運行時出現的電壓畸變問題，現有技術中的微源逆變器不平衡非線性混合負載的控制方法提出將逆變器輸出電壓經過d-q旋轉坐標變換成直流量后進行濾波，送入至PI(比例積分)控制器，以實現輸出電壓跟蹤基波參考電壓和濾除輸出電壓中諧波的目的，但是，該控制方法只能抑制5、7次等諧波，當存在3k次等諧波時，該控制方法不適用。現有技術還提出通過一個積分器反饋電感電流，將逆變器輸出阻抗調整為容性的方法，該方法能夠改善輸出電壓的畸變率，但是，最優虛擬電容值選取較為繁瑣。現有技術還提出一種降低逆變器輸出電壓畸變率的下垂控制方法，通過并聯的逆變器來分擔諧波電流，以達到降低輸出電壓畸變率的目的，但是，該控制方法中下垂控制方程的選取需要依賴于逆變器輸出阻抗類型。

綜上所述，上述各方法均是針對負載為單一非線性或不平衡時逆變器輸出電壓的質量問題，沒有考慮實際配電網中非線性不平衡混合負載的共存情況。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種考慮實際微電網中非線性和不平衡負載共存情況的孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償方法及系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償方法，包括以下內容：

1)選取微電網中容量最大的一逆變器作為主逆變器，并將微電網中的其余逆變器作為從逆變器；

2)獲取微電網的負載中的電流，并對獲取的負載電流進行分量分離，得到負載電流的各分量；

3)根據負載電流的各分量，生成從逆變器的參考電流指令值；

4)獲取從逆變器的實際輸出電流值，并將其與從逆變器的參考電流指令值作差，得到從逆變器的電流跟蹤誤差；

5)將得到的電流跟蹤誤差經從逆變器電流內環控制器后，產生PWM調制信號；

6)從逆變器根據產生的PWM調制信號控制其IGBT的關斷，進而控制從逆變器的輸出補償電流，完成孤島微電網母線電壓不平衡和諧波補償。

進一步地，所述步驟1)中的主逆變器和從逆變器均采用三相四橋臂拓撲結構。

進一步地，所述步驟2)的具體過程為：

2.1)獲取微電網的負載電流i_oabc：