[发明专利]不平衡负载条件下微网逆变器的电压平衡控制方法

说明书

本发明涉及一种不平衡负载条件下微网逆变器的电压平衡控制方法。低压微电网中，由于不平衡负载的普遍存在会导致微网逆变器三相输出电压不平衡，为了保证供电质量，需要采用一定的控制方法对微网逆变器的输出电压进行控制。本发明提出了一种无需对逆变器输出电压进行正负序分离的电压平衡控制方法：将逆变器输出电压dq轴分量作为高通滤波器的输入，高通滤波器输出的100Hz脉动量即为负序电压反馈值，令负序电压参考值为零伏，负序电压参考值和负序电压反馈值作差后，将误差信号通过谐振控制器，将谐振控制器的输出叠加在电感电流内环的输出上，经过调制后即可实现逆变器输出电压的平衡控制。

技术领域

本发明涉及一种不平衡负载条件下微网逆变器的电压平衡控制方法，属于新能源发电的分布式发电控制技术领域。

背景技术

随着社会的发展，新能源发电的分布式发电方式得到了世界范围内的关注，许多国家开始加大对新能源发电的扶持力度，将某一区域内的多个分布式电源组合成微电网的形式进行并网发电是目前的研究热点，微电网有并网运行和孤岛运行两种工作模式。

微电网孤岛运行时要求向用户提供符合电力系统电能质量要求的三相交流电，电压不平衡度是衡量电能质量的一个重要技术指标。在低压微电网中，通常三相负载是不对称的，且存在大量单相负载。接入不平衡负载将导致负序电流的出现，负序电流在系统中的流动将导致逆变器输出电压的不平衡，将对微电网的供电质量造成恶劣的影响。

为了应对不平衡负载导致的微网系统输出电压不平衡问题，国内外的学者已经做了大量的研究，如文献《A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,and Z.Shuai,“Power electronichybrid system for load balancing compensation and frequency-selectiveharmonic suppression,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.59,no.2,pp.723–732,Feb.2012.》(中文名：负荷平衡补偿和特定频率谐波抑制的电力电子混合系统；作者：A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,和Z.Shuai；来源：IEEE Trans.Ind.Electron)和文献《王恒利,付立军,肖飞,揭贵生,朱威.三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略[J].电网技术,2013,37(02):398-404.》。

文献《A.Luo,S.Peng,C.Wu,J.Wu,and Z.Shuai,“Power electronic hybridsystem for load balancing compensation and frequency-selective harmonicsuppression,”IEEE Trans.Ind.Electron.,vol.59,no.2,pp.723–732,Feb.2012.》通过有源滤波器(APF)向微电网系统注入补偿电流的方法来达到平衡输出电压的目的，该控制方法存在着以下的不足：

1)在负载严重不平衡的情况下，APF需要注入很高的补偿电流，补偿电流的幅值可能会超过APF的电流额定值，对APF的工作造成不利影响；

2)APF作为专门的电能质量调节装置成本高不易推广应用。

文献《王恒利,付立军,肖飞,揭贵生,朱威.三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略[J].电网技术,2013,37(02):398-404.》首先对逆变器三相输出电压进行正负序分离的操作，对提取出的正序分量和负序分量分别进行控制，通过消除负序分量使输出电压满足不平衡度的要求，该控制方法存在着以下的不足：

1)需要对逆变器三相输出电压进行正负序分离，正负序分离操作较为复杂；

2)由于需要对正序分量和负序分量分别进行控制，所以其控制系统更为复杂，参数调节也更加繁琐。

发明内容