[发明专利]卫星授时同步配电台区逆变器谐波抑制方法

说明书

卫星授时同步配电台区逆变器谐波抑制方法，属于配电台区并网技术领域。S1配电台区微网连接到公共母线；S2采用北斗卫星/GPS同步授时，获取全台区同步的电压、电流状态信息；S3基于电流同步控制策略，使各个DG单元的输出电流的相位角达到一致；S4逆变器采用LCL滤波器进行高频滤波，而后接入电网/负载；S5配电台区微网控制单元设置了前置通信软件模块，用于解读PMU传输数据。本发明能有效抑制系统谐波、改善非线性负荷配电台区的电压波形质量、有效提高并网逆变器的运行效率，能获得稳定、可靠的输出电压，电压总谐波畸变率(THD)能保持在3％以下，有效的改善了电能质量。

技术领域

卫星授时同步配电台区逆变器谐波抑制方法，属于配电台区并网技术领域。

背景技术

光伏、风能等可再生能源成为碳减排的研究与利用重点，随着大规模新能源的接入，对电力系统的安全稳定运行与配电台区的安全稳定运行都带来了极大的挑战。高比例的新能源与逆变器组成的分布式电源(Distributed Generation,DG)系统惯量低，采用传统的相量同步控制策略会存在功-角稳定、多台区互联控制难实现、多样性负荷难适应等问题。

由于配电台区主要由光伏发电、储能系统、风电及100％逆变器组成，考虑到DG单元逆变器的主动性与灵活性，可以利用北斗卫星/GPS授时信号，构建全局统一时间坐标，代替逆变器输出电压控制环路中的锁相信号，形成定频控制方法，使微网运行于固定频率。该控制策略可以采用U-I(电压-电流)下垂控制或者功率-相角下垂控制，同时配电台区中还会存在非线性负荷，导致6n±1(n为自然数)次谐波电流，谐波电流的存在不仅会影响U-I下垂控制，也会影响有功功率及无功功率的分配。

文献徐丙垠,徐化博,赵艳雷,等.孤岛运行微电网的同步定频电流控制原理与验证[J]. 电力系统自动化,2019,43(15):132-143，利用卫星授时信号同步，采用I-U下垂控制实现了有功功率及无功功率按逆变器容量比例的分配问题，解决了功-角稳定问题，但在非线性负荷状态时系统输出电压会发生比较严重的畸变。

文献杨梦宁,赵艳雷,王蕾,等.基于无差调压U-I下垂的同步定频微网控制策略研究[J]. 现代电子技术,2021,44(21):144-148，采用U-I下垂的微网控制策略，有效实现了有功和无功的解耦与不同台区DG单元间的功率分配问题，但仅做了仿真验证，并未进行真实实验验证。

文献刘东奇,韩民晓,谢文强,等.基于虚拟电阻的微电网孤岛运行控制策略[J].电力电子技术,2018,52(9):10-13，基于虚拟电阻设计了一种U-I下垂曲线，通过虚拟电阻值的调整实现DG单元中功率的合理分配，但该控制策略仅适用于低压微网场合。

文献黄媛.含多逆变器微网的电能质量控制若干关键技术研究[D].湖南大学,2016，以及文献黄媛,罗安,王逸超.一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法[J].电工技术学报,2016,31(24):213-222，提出一种不需要谐波电流检测的并网逆变器控制方法，但并未考虑功率分配问题。

文献孙伟莎,程启明,程尹曼,等.电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分量分离新方法[J].电机与控制应用,2017,44(10):94-101，提出了一种U-I下垂控制策略，消除了频率偏差，但电压偏差仍然存在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能有效抑制系统谐波、改善非线性负荷配电台区的电压波形质量、有效提高并网逆变器的运行效率的卫星授时同步配电台区逆变器谐波抑制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该卫星授时同步配电台区逆变器谐波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1在定频同步信号控制下，配电台区微网连接到公共母线；

S2采用北斗卫星/GPS同步授时，实现不同台区DG单元电气信息的同步测量，获取全台区同步的电压、电流状态信息；