微電網(wǎng)電能質(zhì)量主動控制策略研究.pdf

1、為有效解決分布式電源的接入給電網(wǎng)帶來的影響，微電網(wǎng)概念被提出。為保證微電網(wǎng)高效可靠運行，滿足客戶對高質(zhì)量電能的需求，微電網(wǎng)電能質(zhì)量控制技術(shù)成為微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。與配電網(wǎng)不同，由于微電網(wǎng)中多數(shù)微電源接口采用電力電子變流器，使得采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗詫崿F(xiàn)微電網(wǎng)電能質(zhì)量主動控制成為可能，在微電網(wǎng)中主要通過實現(xiàn)微電源接口微網(wǎng)變流器的復(fù)合控制，以及采用相應(yīng)的控制策略提高微網(wǎng)變流器運行性能來實現(xiàn)電能質(zhì)量主動控制。本文以微電網(wǎng)為研究對象，對微電網(wǎng)的電

2、能質(zhì)量主動控制，包括實現(xiàn)儲能電源接口變流器復(fù)合電能質(zhì)量補償功能的多目標(biāo)控制策略、儲能電源接口雙四橋臂變流器電能質(zhì)量控制策略、非理想電壓條件下提高微網(wǎng)變流器運行性能的控制策略等問題展開研究。
　　論文首先針對微電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、運行特點以及負荷特性，分析微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其控制方法，指出由于儲能微網(wǎng)變流器與電能質(zhì)量治理裝置有相同的拓撲結(jié)構(gòu)，因此具備電能質(zhì)量主動控制條件；然后分析比較現(xiàn)有三種微電網(wǎng)PQ控制策略，指出由于受到濾波電感誤差或電網(wǎng)感

3、抗的影響導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低，為改善性能采用功率、電流完全解耦的微網(wǎng)變流器PQ控制策略；最后建立了基于PQ控制微網(wǎng)變流器諾頓等效電路的微電網(wǎng)等效模型，以此為基礎(chǔ)深入分析微電網(wǎng)電壓波動原因和微電網(wǎng)與配電網(wǎng)間諧波諧振交互機理。
　　為有效抑制電壓不平衡、諧波畸變干擾，采用基于自適應(yīng)陷波器(Adaptive Notch Filter, ANF)的正負序分量分解方法提取電網(wǎng)電壓基波正、負序分量，從而實現(xiàn)補償電流檢測和參考電流計算。為充分利用儲

4、能電源接口變流器冗余容量，實現(xiàn)電能質(zhì)量主動補償，研究具有微電網(wǎng)電能質(zhì)量主動治理功能的儲能微網(wǎng)變流器多目標(biāo)控制策略。該控制策略可以使儲能系統(tǒng)平抑微電網(wǎng)功率波動，同時在全補償控制方式下實現(xiàn)諧波、無功和不平衡電流的全頻段范圍補償，在分頻選擇補償控制方式下基于比例矢量比例積分(Proportional Vector Proportional-integral, PVPI)控制還可實現(xiàn)對諧波、無功和不平衡電流有選擇的分頻進行補償。兩種多目標(biāo)控制策

5、略可以有效利用儲能系統(tǒng)，提高微電網(wǎng)電能質(zhì)量，減小對配電網(wǎng)的影響。
　　在儲能微網(wǎng)變流器多目標(biāo)控制的基礎(chǔ)上，為進一步解決配電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間電能質(zhì)量交互影響，對具有靈活接入方式的超級電容(Super Capacitor, SC)儲能電源雙四橋臂變流器(Microgrid Power Quality Controller, MGPQC)的控制策略進行研究。在串-并聯(lián)接入方式下，為補償公共連接點(Point of Common Coupl

6、ing, PCC)電壓跌落，根據(jù)SC的剩余容量(SC-SOC)，提出一種電壓跌落協(xié)調(diào)補償策略，通過微電源、SC和普通負荷切除之間的協(xié)調(diào)控制使得PCC電壓始終維持在正常水平；在串聯(lián)接入方式下，分析了電網(wǎng)電壓不平衡、諧波畸變對MGPQC傳輸功率的影響，采用SC儲能平抑MGPQC中間直流側(cè)功率波動，提高微電網(wǎng)電能質(zhì)量，避免配電網(wǎng)對微電網(wǎng)的影響。為實現(xiàn)變流器正、負序電流統(tǒng)一控制，采用多諧振PVPI控制器實現(xiàn)電流內(nèi)環(huán)控制。上述方法提高了微電網(wǎng)電能

7、質(zhì)量，增強了微電網(wǎng)并網(wǎng)運行能力。
　　為提高電網(wǎng)電壓不平衡、諧波畸變條件下LCL濾波微網(wǎng)變流器的運行性能，結(jié)合電容電流反饋有源阻尼和電網(wǎng)電壓前饋控制，提出基于PVPI控制的非理想電壓條件下微電網(wǎng)變流器PQ控制策略，控制策略不需要鎖相環(huán)和對電流進行正負序分離，計算量小，簡化了系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，并可以改善微網(wǎng)變流器輸出電能質(zhì)量，提高非理想電壓條件下微網(wǎng)變流器運行性能；針對電流閉環(huán)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)較多導(dǎo)致的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計困難，以及通過參