一种微源并网电能质量控制系统控制方法

摘要

本发明公开了一种微源并网电能质量控制系统控制方法，通过在UPQC的串联有源电力滤波器侧的耦合变压器原边并联一个比较大的限流电感，在UPQC的直流大电容侧并联光伏发电电源。通过其协同控制作用，在正常工作时，光伏电源并网发电，通过UPQC的并联型有源电力滤波器向电网提供有功，同时UPQC对来自负载侧的谐波电流和来自电网侧的电压波动及谐波电压进行治理及补偿。在负载侧出现短路故障时UPQC主电路退出运行，耦合变压器副边呈现高阻抗，从而通过并联的限流大电感限流。本发明的方法实现了微网并网运行时故障限流、谐波处理、电压支撑、光伏发电等功能，实现了对微网并网时电能质量的优化保护运行。

主权项

1.一种微源并网电能质量控制系统控制方法,包括微源并网电能质量控制系统，所述微源并网电能质量控制系统包括统一电能质量控制器、耦合变压器、驱动电路、短路电流检测电路、DSP控制器，所述统一电能质量控制器由串联型有源电力滤波器和并联型有源电力滤波器串联组成，所述串联型有源电力滤波器三个输出端各通过一个开关管与一个耦合变压器连接，三个耦合变压器接入三相电网和三相负载之间，所述三个耦合变压器的原边各并联有一个限流大电感，三个耦合变压器副边两两连接，每个耦合变压器副边并联有一个电容；所述并联型有源电力滤波器并接入三相电网，所述并联型有源电力滤波器直流侧电容侧依次并联有一个开关管和光伏电源；所述光伏电源包括光伏阵列和光伏阵列电容，所述光伏阵列与光伏阵列电容并联；所述短路电流检测电路与第一驱动电路连接，第一驱动电路与串联型有源电力滤波器和耦合变压器之间的开关管连接；所述DSP控制器与第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路连接，所述第二驱动电路与串联型有源电力滤波器的开关管连接，所述第三驱动电路与并联型有源电力滤波器的开关管连接，所述第四驱动电路与光伏电源侧的开关管连接，其特征在于，该方法步骤如下：     1）检测三相电网侧电压、、，三相电网侧电流、、，耦合变压器原边电压、、，三相负载电流、、，并联型有源电力滤波器输出电流、、，直流侧电容电压、光伏阵列输出电容电压、光伏阵列输出电流：通过PLL数字锁相环测量三相电网电压的A相电网电压过零点后的数字相位；2）根据检测到的负载侧电流值、、，短路电流检测电路判断负载侧是否出现短路故障，并输出相应的开关信号；如果负载侧出现短路，短路电流检测电路输出低电平，即为0，则第一驱动电路使串联型有源电力滤波器与耦合变压器副边之间的开关管全部断开，同时第二驱动电路使统一电能质量控制器的串联型有源电力滤波器的开关管全部关断，第三驱动电路、第四驱动电路分别使统一电能质量控制器的并联型有源电力滤波器及光伏电源侧的开关管全部断开，光伏电源及统一电能质量控制器完全退出运行；如果负载侧没有出现短路故障，短路电流检测电路输出高电平，即为1，则第一驱动电路使串联型有源电力滤波器与耦合变压器副边之间的开关管全部导通，第二驱动电路使串联型有源电力滤波器工作在谐波电压治理及电压补偿状态，第三驱动电路、第四驱动电路分别使并联型有源电力滤波器及光伏电源工作在光伏发电及负载谐波电流补偿状态，统一电能质量控制器和光伏电源投入运行，进入3）；3）根据，，通过MPPT算法得到光伏发电有功电流参考值，光伏阵列电容电压参考值；4）根据三相负载电流、、、光伏发电有功电流参考值以及PLL数字锁相环测量到的A相电网电压过零点后的数字相位，通过复合ip-iq算法得到串联型有源电力滤波器需补偿的有功、无功及谐波电流复合参考信号、、，经电流反馈后通过DSP控制器及第三驱动电路控制并联型有源电力滤波器产生输出电流；其中光伏发电有功电流参考值及并联型有源电力滤波器直流侧电容的参考信号与检测信号的差值经PI调节器一起叠加到瞬时有功分量上，保证直流侧电容稳定及光伏发电有功能通过并联型有源电力滤波器传输到三相电网；5）根据MPPT算法得到的光伏阵列电容电压参考值，经电压反馈后通过DSP控制器及第四驱动电路，驱动光伏电源侧的开关管，保证光伏电源工作在最大功率点处；6）由PLL数字锁相环测量到的A相电网电压过零点后的数字相位经过三相负载电压指令计算，得到三相负载需要的电压波形，该波形与实际三相电网侧电压、、相减得到串联型有源电力滤波器需要补偿的电压参考信号、、；同时通过电压反馈经DSP控制器及第二驱动电路形成PWM信号控制串联型有源电力滤波器产生补偿电压。