微電網(wǎng)中多功能并網(wǎng)逆變器的控制策略研究.pdf

1、如今全球能源危機和環(huán)境污染的問題日益加劇，充分利用光伏、風(fēng)力等清潔可再生能源發(fā)電是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，微電網(wǎng)作為一種分布式電源接入電網(wǎng)的有效手段，逐步引起了廣泛的關(guān)注。微電網(wǎng)中的并網(wǎng)逆變器是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵裝置，具有與電能質(zhì)量治理裝置類似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和靈活多樣的控制策略，可以主動參與微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理，研究多功能并網(wǎng)逆變器的控制策略，提升逆變器在弱電網(wǎng)下的適應(yīng)能力，對微電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行具有重要的意義。本文以微電網(wǎng)中多功能并網(wǎng)逆變器的控制

2、策略為對象，深入研究了多功能并網(wǎng)逆變器的同步鎖相環(huán)控制方法和不平衡及諧波的補償策略。主要工作和創(chuàng)新點體現(xiàn)在:
　　(1)在分析同步參考坐標(biāo)系鎖相環(huán)的數(shù)學(xué)模型和動態(tài)性能基礎(chǔ)上，分別研究了基于二階廣義積分和滑動平均濾波的正負(fù)序解耦方法。詳細(xì)闡述了兩種濾波策略的結(jié)構(gòu)、參數(shù)選擇與動態(tài)性能，基于兩種濾波方法，分別設(shè)計了dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)。通過仿真驗證，兩種正負(fù)序解耦方法能夠精確地檢測電網(wǎng)電壓基波的正負(fù)序幅值和相位信息，消除了電網(wǎng)電

3、壓不平衡和諧波對同步信號檢測的影響。其中基于滑動平均濾波的正負(fù)序解耦方法結(jié)構(gòu)更加簡單、響應(yīng)速度更快、諧波抑制能力更強。
　　(2)針對微電網(wǎng)中的電網(wǎng)電壓不平衡和非線性負(fù)載諧波問題，本文提出了一種多功能并網(wǎng)逆變器綜合集成控制方法，實現(xiàn)對正、負(fù)序下的基波有功、無功及諧波綜合控制。首先在電網(wǎng)電壓不平衡下，研究了一種正序dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流聯(lián)合控制方法，實現(xiàn)對正序負(fù)序電流的控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)性能。針對非線性負(fù)載諧波問題，提出一種諧波復(fù)合

4、補償控制方法，將6k+1次特征諧波變換成dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下6k次諧波，旨在降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。然后對基波、2次紋波和6k次指令電流疊加，通過比例諧振控制器實現(xiàn)綜合集成控制。最后通過仿真驗證了所提出控制策略的有效性。
　　(3)研制了額定功率為50kW的多功能并網(wǎng)逆變器，并給出實驗裝置的硬件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計方案。通過對所開發(fā)的樣機進(jìn)行測試，在電網(wǎng)電壓不平衡和非線性負(fù)載諧波下，所提出的控制策略能有效地抑制逆變器直流側(cè)二次紋波