抑制微网中电流谐波与三相不平衡的电流型逆变控制策略

摘要

本发明公开了一种抑制微网中电流谐波与三相不平衡的电流型逆变控制策略，基于传统瞬时功率理论，令d轴与负荷正序电压重合进行派克变换，可测定负荷的谐波电流；由于负荷并联在微源侧，负荷基波电压与微源逆变器输出端口的基波电压相同；由此，在谐波检测控制的基础上，加入微源功率控制环节，使得检测得到的电流信号包含控制微源输出的功率电流信号；通过电流滞环控制使得逆变器输出电流跟踪该电流信号，从而达到微源输出的要求，并治理微网中的电能质量问题。

主权项

一种抑制微网中电流谐波与三相不平衡的电流型逆变控制策略，其特征在于：包括以下步骤：A：基于传统瞬时功率理论，获取微网中负荷谐波电流；获取微网中负荷谐波电流的具体步骤为：A1：测量微网中实际负荷三相电路中的三相电流瞬时值和三相电压瞬时值，设三相电流瞬时值为i_a、i_b、i_c，三相电压瞬时值为e_a、e_b、e_c；A2：对三相电流瞬时值进行派克变换，变换矩阵T为：其中表示所检测微网中实际负荷的正序电压相角；派克变换后得到的两相正交的d‑q旋转坐标系中的d轴、q轴电流分量为i_d、i_q，如下式所示：A3：在两相正交的d‑q旋转坐标系下，电流基波分量为直流量，再将电流分量i_d、i_q如下式所示，通过低通滤波器LPF得到有功电流基波分量和无功电流基波分量i_q；A4：将步骤A3所述的基波分量经派克反变换T^‑1，得到三相静止坐标系下基波功率电流i_af、i_bf、i_cf，如下式所示；A5：再将三相静止坐标系下基波功率电流i_af、i_bf、i_cf与三相电流瞬时值i_a、i_b、i_c相减，得到负荷谐波电流i_{a_h},i_{b_h},i_{c_h}，如下式所示；B：基于有功功率、无功功率解耦控制，针对微网中的可调式与不可调式微源，得到下垂控制与定直流电压控制微源的基波功率电流；获得下垂控制与定直流电压控制微源的基波功率电流的具体步骤为：B1：进行微源功率解耦控制；令d轴与微源逆变器出口正序电压矢量重合进行派克变换，微源逆变器输出有功功率P、无功功率Q如下式公式：P＝u_di_d‑u_qi_qQ＝u_di_q+u_qi_d其中，u_d、u_q、i_d、i_q分别表示微源逆变器出口电压u电流i在d轴q轴上的分量；由于u_d＝u_s，u_q＝0(u_s表示微源逆变器出口正序电压矢量)所以：P＝u_di_dQ＝u_di_q实现微源功率解耦控制；B2：获得下垂控制基波功率电流和定直流电压控制微源的基波功率电流；(1)：下垂控制：1‑1：测量微网系统中实际频率值f_grid和微源母线侧实际电压值v_grid，分别与基准值f_ref、v_ref进行偏差计算；1‑2：再利用微源的P‑‑f以及Q‑‑V的Droop特性，获得微源功率偏差指令△P、△Q；1‑3：将微源功率偏差指令△P、△Q分别于设定值p_o、q_o进行和计算后，得到新的微源有功参考值P_ref、无功参考值Q_ref；1‑4：获得的微源有功参考值P_ref、无功参考值Q_ref与网侧实测有功信号P_grid、无功信号Q_grid相减后，通过PI控制器的无静差调节，得到微源基波有功电流i_pref和基波无功电流i_qref；(2)：定直流电压控制：将直流侧电压基准值E_ref与实际测量直流电压值E_dc相减后，再经过PI控制器对测量直流电压值E_dc进行无静差调节，得到微源基波有功电流i_pref；对于不可调度式微源，需要减少其对系统无功的需求，因此，基波无功电流常设置为0；C：将步骤A和步骤B获得的负荷谐波电流与微源基波功率电流作为逆变器欲跟踪的目标电流，利用电流滞环控制完成电流型逆变控制策略；(1)：下垂控制策略：1‑1：将步骤B24中的微源基波有功电流i_pref和基波无功电流i_qref分别加入到有功电流基波分量i无功电流基波分量中，经派克反变换T^‑1后，与三相电流瞬时值i_a、i_b、i_c相减，得到目标跟踪电流i_{a_sig}、i_{b_sig}、i_{c_sig}；1‑2：再将目标跟踪电流i_{a_sig}、i_{b_sig}、i_{c_sig}通过电流滞环控制使逆变器PWM输出电流跟随基波功率电流i_pref,i_qref与负荷谐波电流i_{a_h},i_{b_h},i_{c_h}；(2)：定直流电压控制策略：2‑1：将步骤B25中的基波有功电流i_pref加入到负荷基波有功电流基波分量中，经派克反变换T^‑1后，与三相电流瞬时值i_a、i_b、i_c相减，得到目标跟踪电流i_{a_sig},i_{b_sig},i_{c_sig}；2‑2：再将目标跟踪电流i_{a_sig}、i_{b_sig}、i_{c_sig}通过电流滞环控制使逆变器PWM输出电流跟随基波功率电流i_pref与负荷谐波电流i_{a_h},i_{b_h},i_{c_h}。