基于加权电流控制的多功能分布式电源电能质量控制

摘要

可再生能源微电网存在着大量的分布式电源等电力电子装置和非线性负载,其相互影响使得谐波振荡等电能质量问题日趋严重.另外,本地负荷谐波容易和分布式电源输出滤波器发生复杂的相互作用,若设计和实施不当容易放大谐波.为了克服以上问题同时降低谐波补偿的成本,提出了一种基于加权电流无差拍控制的新型分布式电源电能质量控制方法.首先,构建了虚拟输出滤波器系统的数学模型,将LCL滤波器的三阶系统降低为加权平均电流相应的一阶虚拟电感滤波器.其次,为了满足谐波补偿对高带宽控制器的要求,以及电流快速跟踪响应的需求,提出了加权平均电流的无差拍控制器算法,通过该方法增加有源阻尼,以抑制滤波器振荡.通过揭示加权平均电流和并网点电流的内在关系,引入了一个谐波补偿项,该方法存在本地非线性负荷的情况下,不需额外增加电流传感器和谐波电流提取环节,即可有效补偿本地负载谐波,降低并网电流的THD至5%以下,显著改善并网点电能质量.最后本文通过多个场景的Matlab/Simulink仿真验证结果,当负载跳变或参考给定电流突变时,并网电流超调小并且快速跟踪响应,另外验证了当电网电压发生畸变时,并网电流不会受谐波电压的影响,以上仿真实验证实了该方法的适应性和有效性.

关键词

虚拟电感 / 无差拍控制 / 加权平均电流 / 有源阻尼 / 微电网