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微电网能够有效解决含高渗透率分布式电源的配电网的运行问题,提高系统对分布式电源的消纳能力。然而,微电网中大量的电力电子设备、间歇性分布式电源以及非线性负载的存在,会导致微电网出现谐波、电压不平衡等电能质量问题,影响微电网的正常运行,严重时甚至可能威胁到微电网运行的稳定性。为有效地解决微电网中的电能质量问题,本文系统研究了微电网中电能质量问题的产生机理及治理策略,开展了以下几方面工作:
提出了改进的多调谐(Improved Multi-tuned,IMT)滤波器及其电流内环控制策略,可以有效地抑制微电网中的高频谐波电流。设计了具备良好高频谐波衰减能力的IMT滤波器的拓扑结构。并基于IMT滤波器的控制特性,提出具备抑制IMT滤波器谐振尖峰能力的电流内环控制策略。
为更好地抑制微电网中的低频谐波电流和负序电流,提出两种能够提高三相多功能并网逆变器性能的控制策略:(1)提出了能够提升三相多功能并网逆变器抗暂态扰动能力的电能质量检测模块。(2)提出了将线性自抗扰控制器与重复控制器相结合的电流内环控制策略,该电流内环控制策略兼具良好的动态响应速度和稳态跟踪精度。
提出了兼具良好的暂态响应速度和稳态滤波能力的基于自抗扰控制器的非线性锁相环(Nonlinear Phase Locked Loop based on Linear Active Disturbance Rejection Controller,NLADRC-PLL)。并在NLADRC-PLL良好性能的基础上,分别提出了适用于三相多功能并网逆变器的下垂控制策略和低电压穿越控制策略,以提升三相多功能并网逆变器对微电网复杂运行环境的适应能力。所提出的下垂控制策略通过采用电能质量检测模块的投切控制策略,保证电能质量治理和功率输出功能互不干扰。所提出的低电压穿越控制策略通过对参考电流进行优化计算,更好地抑制非对称故障时三相多功能并网逆变器的输出功率纹波。
为提升微电网的整体电能质量,提出了基于三相多功能并网逆变器的电能质量综合治理策略。通过计算微电网中各个节点等效电流源产生的谐波和负序电流,计算每个三相多功能并网逆变器所需的实时补偿电流;通过熵—Shapely二次权重修正法,实现对各个三相多功能并网逆变器实时补偿容量的优化分配。
本文对微电网中的高频、低频谐波及负序电流的抑制策略进行研究,并提出了基于三相多功能并网逆变器的微电网运行控制策略和微电网电能质量综合治理策略。从低频段和高频段两个频率维度,以及装置级和系统级两个空间维度对微电网的电能质量治理策略进行研究,形成了完整的微电网电能质量治理体系。
提出了改进的多调谐(Improved Multi-tuned,IMT)滤波器及其电流内环控制策略,可以有效地抑制微电网中的高频谐波电流。设计了具备良好高频谐波衰减能力的IMT滤波器的拓扑结构。并基于IMT滤波器的控制特性,提出具备抑制IMT滤波器谐振尖峰能力的电流内环控制策略。
为更好地抑制微电网中的低频谐波电流和负序电流,提出两种能够提高三相多功能并网逆变器性能的控制策略:(1)提出了能够提升三相多功能并网逆变器抗暂态扰动能力的电能质量检测模块。(2)提出了将线性自抗扰控制器与重复控制器相结合的电流内环控制策略,该电流内环控制策略兼具良好的动态响应速度和稳态跟踪精度。
提出了兼具良好的暂态响应速度和稳态滤波能力的基于自抗扰控制器的非线性锁相环(Nonlinear Phase Locked Loop based on Linear Active Disturbance Rejection Controller,NLADRC-PLL)。并在NLADRC-PLL良好性能的基础上,分别提出了适用于三相多功能并网逆变器的下垂控制策略和低电压穿越控制策略,以提升三相多功能并网逆变器对微电网复杂运行环境的适应能力。所提出的下垂控制策略通过采用电能质量检测模块的投切控制策略,保证电能质量治理和功率输出功能互不干扰。所提出的低电压穿越控制策略通过对参考电流进行优化计算,更好地抑制非对称故障时三相多功能并网逆变器的输出功率纹波。
为提升微电网的整体电能质量,提出了基于三相多功能并网逆变器的电能质量综合治理策略。通过计算微电网中各个节点等效电流源产生的谐波和负序电流,计算每个三相多功能并网逆变器所需的实时补偿电流;通过熵—Shapely二次权重修正法,实现对各个三相多功能并网逆变器实时补偿容量的优化分配。
本文对微电网中的高频、低频谐波及负序电流的抑制策略进行研究,并提出了基于三相多功能并网逆变器的微电网运行控制策略和微电网电能质量综合治理策略。从低频段和高频段两个频率维度,以及装置级和系统级两个空间维度对微电网的电能质量治理策略进行研究,形成了完整的微电网电能质量治理体系。