[发明专利]一种并网变流器控制方法

说明书

本发明公开一种并网变流器控制方法，包括以下步骤：步骤S1，建立并网变流器的模型，并计算得到其输出传递函数；步骤S2，确定需要抑制的谐波频率范围，设定相应的PI参数、初始温度、虚拟电阻初始取值、虚拟电阻阻值取值范围、迭代步数和停止准则；步骤S3，以待优化的滤波效果函数为目标函数，以虚拟电阻阻值为决策变量，以退温函数和退火结束准则为约束建立所述并网变流器的优化模型；步骤S4，采用模拟退火算法对所述优化模型的虚拟电阻进行寻优求解，确定虚拟电阻阻值。本发明可使得并网变流器同时具有输出有功功率和谐波抑制功能，提高传统并网变流器的利用率，降低电网谐波治理成本。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种并网变流器控制方法。

背景技术

大量分布式电源接入配电网虽然能有效缓解电网局部拥挤问题，实现有功和无功功率的就地补偿等功能，但由于分布式电源发电系统的输出功率存在间歇性和不确定性，并采用大量的电力电子换流装置，给传统配电网带来了严重的谐波污染问题。分布式电网中还存在大量非线性负荷，加重了谐波污染及无功不足的问题。谐波污染会影响电力系统装置乃至整个配网系统的正常运行，必须加以治理。

传统的谐波治理装置分为两种：无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器结构简单，但补偿特性受电网阻抗影响，运行时容易与系统发生谐振，且只能补偿固定的某几次谐波；有源滤波器基于电力电子技术，以谐波电流为补偿对象可以对特定线路的谐波电流进行补偿，治理范围有限，另外由于造价高、功能单一，使其难以大范围内推广应用。

考虑到变流器和有源滤波器具有类似的拓扑结构，通过改进变流器的控制策略，不但可以减小它自身对电网电能质量的影响，而且还可以对配电网系统中其他谐波污染源进行抑制，降低系统谐波治理的成本。通常谐波治理策略以所在线路谐波电流为补偿对象，但该策略在多谐波源系统中有一定的局限性，因此又有研究提出以并网点谐波电压为补偿对象的谐波治理策略，通过控制变流器的谐波等效输出电阻，使得并网点谐波电压得到抑制，有研究表明，当谐波等效输出电阻与等效系统阻抗的模相等时，谐波吸收功率最大，此时谐波抑制效果最佳。

然而由于系统、负载的不确定性，通常无法通过计算准确的获取线路阻抗及非线性负载的等效谐波电流源的具体数值，但是由于最佳虚拟电阻的存在性，且谐波功率与虚拟电阻值的函数存在极值，因此，可利用一定的优化算法对虚拟电阻阻值进行寻优。模拟退火算法来源于固体退火原理，将固体加温至充分高，再让其徐徐冷却，加温时，固体内部粒子随温升变为无序状，内能增大，而徐徐冷却时粒子渐趋有序，在每个温度都达到平衡态，最后在常温时达到基态，内能减为最小。将模拟退火算法应用到兼顾谐波抑制的变流器控制算法中是一个可行方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种并网变流器控制方法，以动态调节变流器等效输出谐波电阻的大小，从而使得分布式配电网系统节点谐波电压水平得到有效降低。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种并网变流器控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，建立并网变流器的模型，并计算得到其输出传递函数；

步骤S2，确定需要抑制的谐波频率范围，设定相应的PI参数、初始温度、虚拟电阻初始取值、虚拟电阻阻值取值范围、迭代步数和停止准则；

步骤S3，以待优化的滤波效果函数为目标函数，以虚拟电阻阻值为决策变量，以退温函数和退火结束准则为约束建立所述并网变流器的优化模型；

步骤S4，采用模拟退火算法对所述优化模型的虚拟电阻进行寻优求解，确定虚拟电阻阻值。

其中，所述步骤S1具体包括：

步骤S11，设定并网变流器的拓扑结构，其中，分布式直流电源电压经过boost电路为直流侧提供稳定的直流侧电容电压，通过三电平变流器SVPWM输出，输出滤波采用LCL滤波电路；