基于逆变型分布式电源的电能质量管理研究.pdf

《基于逆变型分布式电源的电能质量管理研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第6期东北电力大学学报V01．34．No．62014年12月JournalOfNortheastDianiiUniversityDeC．．2014文章编号：1005-2992(2014)06—0086—05基于逆变型分布式电源的电能质量管理研究王鹤，赵建军2，金一。，张健4，孙建平5，金儒孔(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．内蒙古京隆发电有限责任公司，内蒙古丰镇012100；3．国电吉林龙华长春热电一厂，吉林长春130114；4，国网吉林省电力有限公司调控中心，长春130000；5．吉林松花江热

2、电有限公司，吉林吉林132012)摘要：太阳能光伏发电、蓄电池等逆变型分布式电源的主电路结构与电力有源滤波器类似，可以通过逆变器的控制在输出基波功率的同时对配电网的谐波进行管理，能够节省专门的电能质量管理设备投资，具有广阔的应用前景。研究基于逆变型分布式电源的电能质量管理方法的同时，提出了一种能够充分利用分布式电源能力，灵活选择谐波补偿水平，并从整体上提高配电网电能质量的管理方法。仿真结果证明了方法的有效性。关键词：分布式电源；逆变器控制；电能质量；谐波补偿中图分类号：TM61；TM743文献标识码：A随着高新技术和信息产业的

3、快速发展，用户对电能质量的需求越来越高。特别是在0．4kV电压等级线路，负荷多样性和分散程度较高，管理的专业技术力度相对薄弱，未来无功补偿和电能质量管理方面的发展前景十分广阔¨J。分布式发电技术是近年来相关领域的一个研究热点，这些电源中有很大一部分通过逆变器并入配电网，并且在配电网中分散存在。利用这些逆变型分布式电源来管理配电网的电能质量，能够节省专门的电能质量管理设备投资，而且其分布式属性能够有效地处理负荷和谐波源的分散性，具有广阔的发展和应用前景。文献[4]将逆变型分布式电源模仿电力有源滤波器运行，向配电网注入附加的谐波电

4、流来抵消谐波源谐波、改善电压波形。文献[5]提出了一种基于分布式电源逆变器控制的微电网电能质量管理方法，能够有效降低电压的不平衡度和谐波畸变率。文献[6]提出了一种能够根据用户需求灵活定制电能质量的独立控制和综合补偿方法，具有很好的实际意义和应用前景。本文研究基于逆变型分布式电源的电能质量管理方法。首先分析分布式电源逆变器的数学模型。在此基础上，给出使逆变型分布式电源在输出基波功率的同时输出附加补偿谐波的控制方法。最后，对该电能质量管理方法在配电网中应用所需解决的关键问题进行了深入的分析。仿真结果证明了本文提出方法的有效性。1

5、分布式电源逆变器的数学模型逆变型分布式电源的接口电路如图1所示，图中u。为等效直流电压源电压，逆变器通过Lc滤波器与负载或配电网相连，为等效的连接线路阻抗，和c分别为滤波器的滤波电感和电容。图中U。出和i。分别为逆变器输出的三相电压和电流，“。和i分别为逆变器经滤波后输出的三相电压和电收稿日期：2014-10～08作者简介：王鹤(1983-)，男，吉林省吉林市人，博士，东北电力大学电气工程学院副教授，主要研究方向：分布式发电、微电网的运行与控制．第6期王鹤等：基于逆变型分布式电源的电能质量管理研究87流，i幽是滤波器电容支路流

6、过的三相电流。Udc图1分布式电源逆变器接口电路在图1中，根据基尔霍夫定律，可得吮饥一1]C1](2)将式(1)和(2)变换到两相同步旋转咖坐标系，可得1d￡1(3)d1。[d]+[，．ddC1(4)d[Usd川从式(3)和(4)可以看出，逆变器输出电压、电流的d轴和g轴分量之间存在耦合关系，需要解耦。分布式电源的逆变器一般采用电压、电流双闭环控制结构，适用于所有常用的PQ、vf和Droop控制等多种控制方式。外部的电压控制环实现电压的无静差控制，内部的电流控制环实现对参考电流的快速跟踪，获得较高的动态响应性能。在双闭环控制基

7、础上增加不同的功率控制外环，就构成了不同的多环反馈控制方法卜。2基于逆变器控制的电能质量管理2．1补偿电流设计基于逆变器控制的电能质量管理原理框图如图2所示，该方法可以灵活的选择电能质量管理的目标节点，不局限在接入点处。在多环反馈控制方法上增加补偿电流生成环节，电流控制环中最终的参考88东北电力大学学报第34卷电流值由功率设定值给定的参考电流和电能质量管理补偿电流两部分组成，逆变型分布式电源输出补偿电流实现对电能质量的管理。设计补偿电流首先需要提取电能质量干扰分量。基于瞬时无功功率理论，可以检测逆变型分布式电源接入点处电流i。

8、的谐波分量i。、负序分量。和零序分量i。。再加上需要补偿的无功分量i，就可以对配电网中的无功、各种谐波和不平衡进行补偿。不同电能质量干扰分量的阻抗参数不同，所需的补偿增益也有所区别。此外，电能质量干扰中各种分量是不断变化的，所以本文对各种电能质量干扰分量分别独立控制，然后叠加