[发明专利]一种微电网不平衡功率和谐波电压补偿系统及其应用

摘要

本发明公开了一种微电网不平衡功率和谐波电压补偿系统及其应用，其特征是：所述微电网由不同能源形式的分布式发电系统组成，包括风力发电系统，光伏发电系统和储能发电系统，在微电网系统的负载侧挂载一个可同时补偿不对称电压和谐波电压的补偿装置，利用所述补偿装置吸收负载侧负序电流和谐波电流，保证微网发电侧母线电压平衡且不畸变。本发明适用于多微源组网的微电网系统，用于微网母线电压控制的电能质量补偿装置，既可实现对不平衡电压的控制，亦可吸收由非线性负载引起的谐波电流，保证微网母线电压质量，减少非理想负载对微电网影响，提高系统稳定性。

主权项

1.一种微网系统母线电压控制方法，针对微网系统设置微电网不平衡功率和谐波电压补偿系统，所述微电网由不同能源形式的分布式发电系统组成，包括风力发电系统，光伏发电系统和储能发电系统，在微电网系统的负载侧挂载一个可同时补偿不对称电压和谐波电压的补偿装置，利用所述补偿装置吸收负载侧负序电流和谐波电流，保证微网发电侧母线电压平衡且不畸变；其特征是，所述微网系统母线电压控制方法是：利用所述补偿装置检测负载端电流，当所述负载端电流含有负序和谐波分量时，所述补偿装置发出相应的负序电流和谐波电流，利用所述补偿装置吸收负载负序电流和谐波电流，保持微电网发电侧母线电压平衡且不畸变；相邻频次谐波在旋转坐标系下表征为同一频率交流量，针对负序电流及谐波电流控制，采用单个准谐振控制器实现对两个频次谐波的跟踪控制；对于检测获得的负载端三相电流i_La,b,c，基于负载电压锁相角进行旋转变换，获得负载端三相电流在旋转坐标系下的交直轴分量i_Ld,q，i_Ld,q经低通滤波器进行滤波获得基波直流分量i_Ld1,q1，将所述基波直流分量i_Ld1,q1与交直轴分量i_Ld,q相减，获得由不平衡负载引起的负序电流以及由非线性负载引起的谐波电流，作为补偿装置负序电流和谐波电流的补偿参考值包括直轴补偿参考值和交轴补偿参考值将负序电流和谐波电流的直轴补偿参考值叠加至直流电压控制器的输出参考值作为所述补偿装置的直轴电流合成值补偿装置的交轴电流合成值等于交轴补偿参考值将直轴电流合成值和交轴电流合成值统一表示为控制跟踪所述补偿装置输出相应的负序电流和谐波电流，从而改善母线电压的不平衡及畸变；所述微网系统母线电压控制方法是按如下过程进行：采样所述补偿装置的输出电流i_a,b,c，进行旋转变换，获得旋转坐标系下交直轴分量i_d,q，经低通滤波器获得波滤后交直轴分量i_d1,q1，将所述波滤后交直轴分量i_d1,q1与滤波前的交直轴分量i_d,q相减，获得逆变器输出谐波电流及负序电流i_hd,q；将所述谐波电流及负序电流i_hd,q作为反馈值，与参考电流合成值作差，获得电流误差Δi_d,q；所述电流误差Δi_d,q经基波电流控制器输出基波电压参考所述基波电流控制器采用PI调节器，并有：其中，k1为PI调节器的比例系数，k2为PI调节器的积分系数，s为复频因子；所述电流误差Δi_d,q经负序电流控制器输出负序电压参考所述负序电流控制器采用准谐振控制器，准谐振控制器的谐振频率设置为两倍的基波频率，并有：其中，kn2为负序电流控制准谐振控制器比例系数，ωc为负序电流控制准谐振控制器的截止频率，ω0为额定电压角频率；所述电流误差Δi_d,q经谐波电流控制器输出谐波电压参考所述谐波电流控制器采用准谐振控制器，并有：式中，kh为谐波电流控制准谐振控制器比例系数，ωch为谐波电流控制谐振控制器的截止频率，h为相对基频倍数，n为自然数；电压交直轴分量参考值U_d,q为：将旋转坐标下获得的电压参考值Ud,q变换为静止坐标系下电压参考值uα,β，将静止坐标系下电压参考值uα,β参与SPWM调制，求得各开关管占空比，控制补偿装置功率开关管。