基于双逆变器群协调控制的微电网供电电压和电网电流谐波同步补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电网质量治理方法，特别设及一种基于双逆变器群协调控制的微 电网供电电压和电网电流谐波同步补偿方法。
【背景技术】
[0002] 随着用户对供电可靠性和电能质量的关注度不断提高W及太阳能、风能等各种形 式的可再生能源大量利用，微电网作为分布式电源接入电网的有效途径得到了国内外学者 的广泛关注。微电网一般是指将多种分布式电源、储能装置和负荷通过电力电子装置连接 起来的小型电网形式，既能并网运行，与传统大电网交换能量，又能独立运行，成为一个能 稳定运行的孤立系统。
[0003] 随着分布式发电单元的大量接入，电能质量问题日益严峻。改善电能质量的方法 一般是采用无源滤波器或者有源滤波器。无源滤波器是采用W电力电容器、电抗器和电阻 器适当组合而成的滤波器。运种方法既可抑制谐波又可补偿无功功率，而且结构简单，一直 被广泛使用。然而，由于其受系统参数的影响较大，且不能实现动态补偿，因此发展有源滤 波的方法。
[0004] 有源滤波的设备一般包括有源电力滤波器、动态电压恢复器、统一电能质量调节 器等。运些设备可W适应系统的参数变化，实现动态补偿，提高电能质量。系统中应用于分 布式发电的接口变流器也可W用作有源滤波，利用变流器的剩余容量进行谐波补偿，运也 就是多功能接口变流器的作用。
[0005] 然而，单一的多功能接口变流器不能同时补偿电网侧的电流谐波和负载侧的电压 崎变，尤其是在电网电压本身含有谐波的条件下。而统一电能质量调节器可W同时补偿电 流和电压的崎变，但是其需要变压器，设备体积庞大且造价较高。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于双逆变器群协调控制的微电网供电电 压和电网电流谐波同步补偿方法，能够在不增加补偿装置的同时改善电能质量。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:暂不写，与权利要求相同 [000引本发明的优点在于：
[0009]本发明中采用双接口变流器并联的结构，在输出基波功率的同时，一变流器对负 载供电电压的谐波进行补偿，另一变流器对负载和一变流器产生的谐波电流进行补偿，保 证电网侧的供电电流的电能质量。运种方法利用分布式发电系统的接口变流器改善电能质 量，无需增加的补偿装置，节约成本，经济实用，便于推广。且本发明采用新的控制控制方 法，其可W省去谐波电流提取环节和锁相环，大大减小了数字控制系统的运算负担。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明中双接口变流器并联拓扑结构示意图。
[0011] 图2为本发明中变流器A控制策略流程图。
[0012] 图3为本发明中变流器B控制策略流程图。
[0013] 图4为本发明只补偿供电电压谐波的仿真波形图；
[0014] 图5为本发明只补偿谐波电流的仿真波形图。
[0015] 图6为本发明同时补偿供电电压与谐波电流的仿真波形图。
[0016] 图7为本发明同时补偿电压与电流谐波时变流器A的仿真波形图。
[0017] 图8为本发明同时补偿电压与电流谐波时变流器B的仿真波形图。
【具体实施方式】
[0018] 如图1所示，本发明的补偿方法是基于一种双接口变流器并联拓扑结构，其结构具 体如下：
[0019] 包括一对并联设置的变流器A1和变流器B2,变流器A1和变流器B2分别通过各自的 滤波器3、4连接到公共连接点PCC后与大电网交换功率;其中，变流器A1和变流器B2均由六 个功率开关模块组成Ξ相全桥拓扑，变流器A1和变流器B2的直流侧并联一公用的直流侧母 线电容Vdc，滤波器3、4均由变流器侧滤波电感^、电网侧滤波电感L2和滤波电容Cf组成，非线 性负荷5接在变流器A1的电网侧滤波电感L2和滤波电容Cf之间。
[0020] 本发明中的补偿方法采用双变流器电压电流协调控制的策略，具体方法如下：
[0021] 步骤S1:在每个采样周期开始时，变流器A利用采样电路采集滤波电容电压值 Vc, C1、公共连接点电压值Vpcc、输出电流值11, C1和并网电流值12, C1，变流器B利用采样电路采 集输出电流值11, C2、并网电流值12, C2、公共连接点电压值Vpcc和变流器A的并网电流12, C1，而 有功功率参考Prsf和无功功率参考Qref由设备使用者或者上层调度指令给定，并将转化后的 数字量发送给各变流器的控制模块；
[0022] 步骤S2:变流器A的控制模块采用混合电压电流控制策略得到参考电压变 流器B的控制模块采用基波谐波电流控制策略得到参考电压
[0023] 步骤S3:变流器A和变流器Β在得到了参考电压KLn、1^,"后，按照正弦脉宽调 制（SPWM)或者空间矢量脉宽调制（SVPWM)，与Ξ角波进行比较，得到开关管的占空比信号， 从而控制变流器开关管的开通与关断。
[0024] 其中，通过正弦波脉宽调试方法具体为:参考电压与Ξ角波进行比较，当参考电压 高于Ξ角波电压时，上管给出导通信号，下管给出关断信号，反之则上管给出关断信号，下 管给出导通信号，从而得到开关管的占空比信号，最终控制变流器A和变流器B的输出电压。
[0025] 作为本发明更具体的实施方式：
[00%]步骤S2中：变流器A的参考电压fC, η由输出功率控制部分参考电压、电压谐波抑 制部分参考电压和有源阻尼部分参考电压相加得到;概括成方程式一即
[0027]
[002引其中为变流器A的参考电压，12,C1,ref为变流器A的参考信号的输出电流，12,C1 为并网电流，Vc, Cl为变流器A的滤波电容电压值，11, Cl为变流器A的输出电流值;曲Q ( S )、曲ar (s)、Had(s)分别为基波跟踪比例谐振控制器、谐波抑制比例谐振控制器、阻尼比例控制器的 传递函数，变量S为复频率；
[0029] 由于功率控制部分为基波控制，在谐波频率下传递函数的增益很小。同时，电压谐 波抑制部分为谐波控制，在基波频率下传递函数的增益很小。因此运两个部分是解禪的，相 互几乎不影响。运也是混合电压电流控制策略可W发挥作用的基础。
[0030] 变流器A输出功率控制部分用来输出分布式电源发出的有功功率和无功功率，其 参考电压为化Q(s) · (l2,Cl,ref-l2,Cl)，具体描述如下：由采样得到的并网电流值I2,C1和公共 连接点电压值Vpc細过功率计算得到变流器A的输出有功功率Pci和无功功率Qci;然后，将参 考信号的有功功率Pref、无功功率的Qref和实际信号的有功功率Pci、无功功率Qcl输入比例积 分控制器PI，得到参考信号的输出电流12,C1,ref;该参考信号的输出电流12,C1,ref与实际信号 的并网电流12,C1相减，差值输入基波跟踪比例谐振控制器化Q，得到变流器A功率控制部分的 参考电压。
[0031] 其中，参考信号的输出电流12,C1,ref由参考信号的有功功率Pref、无功功率的Qref和 实际信号的有功功率Pci、无功功率Qci的差值输入比例积分控制器PI得到；
[0032] 比例积分控制器PI的传递函数为
[00削其中变量S为复频率，kpi_p为比例系数，取值1~50; kpi_i为积分系数，取值10~800。
[0034] 比例谐振控制器也Q的传递函数
[0035] 其中变量S为复频率，kpi,ci为比例增益，取值0.1~l;ki,f为基波谐振增益，取值10 ~800; wc为带宽，取值3~20; W日为中屯、角频率，W0 =化f日，f日=50化。
[0036] 变流器A电压谐波抑制部分用来改善负载供电电压的电能质量，其参考电压为化ar (S) · (￥^〇1,?八^〇1)，具体描述如下：由电压谐波参考值￥^〇1,?:选0与采样得到的滤波电容 电压值Vc,Cl相减，差值