微網(wǎng)逆變器并聯(lián)諧波抑制研究

張海霞　張強(qiáng)　王慶磊　徐紅城

【摘 要】隨著微網(wǎng)技術(shù)日趨成熟，逆變器并聯(lián)在微網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，但逆變器并聯(lián)將帶來一些問題，如普通負(fù)載時當(dāng)兩逆變器電壓不等造成系統(tǒng)環(huán)流、帶非線性負(fù)載時將產(chǎn)生一系列諧波。本文以兩逆變器并聯(lián)為例分析了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧波環(huán)流產(chǎn)生的原因，針對逆變器并聯(lián)整流型非線性負(fù)載的情形，利用下垂特性將諧波功率環(huán)引入調(diào)節(jié)器，采用實(shí)時的諧波功率計算方法從總的視在功率中分出諧波功率，通過均分諧波功率來抑制諧波環(huán)流。仿真表明，所提方法能更好地抑制諧波環(huán)流。

【關(guān)鍵詞】逆變器并聯(lián)；諧波環(huán)流；下垂控制；諧波功率均分

【Abstract】With the maturation of microgrid technology，the application of two inverters in microgrid is more and more extensive.It is very meaningful to solve the problem of parallel connection of microgrid.In this paper，the causes of the harmonic circulation in the parallel system of the inverter are analyzed.In view of the case of the parallel rectifier nonlinear load，the harmonic power loop is introduced into the regulator，and the multi-feedback parallel control strategy is proposed. The harmonic power calculation method divides the harmonic power from the total apparent power and suppresses the harmonic current by reducing the harmonic power.The simulation shows that the new harmonic power equalization can better suppress the harmonic circulation.

【Key words】Inverter parallel；Harmonic circulation；Droop control；Harmonic power equalization

0 引言

近幾年，隨著微電網(wǎng)和逆變器并聯(lián)技術(shù)的提出，但逆變器并聯(lián)將帶來一些問題，如普通負(fù)載時當(dāng)兩逆變器電壓不等造成系統(tǒng)環(huán)流、帶非線性負(fù)載時將產(chǎn)生一系列諧波。隨著大量整流型非線性負(fù)載的接入導(dǎo)致逆變器輸出電流具有以5、7次為主的諧波，本文以兩臺逆變器并聯(lián)為例在改進(jìn)的下垂控制理論基礎(chǔ)上對并聯(lián)系統(tǒng)諧波功率進(jìn)行均分來抑制諧波環(huán)流。

1 下垂控制基本思路

每臺逆變器會根據(jù)自己的下垂特性進(jìn)行調(diào)整，直至并聯(lián)系統(tǒng)達(dá)到最小環(huán)流。下垂控制思想如下關(guān)系式和示意圖：

2 諧波環(huán)流功率計算

文獻(xiàn)[4]提出多反饋并聯(lián)控制策略以及其參數(shù)設(shè)定的方法，且采用新的諧波功率計算方法來實(shí)現(xiàn)基波和高次諧波的功率均分，以效抑制諧波。文獻(xiàn)[3]提出了通過抑制諧波功率即利用改進(jìn)下垂實(shí)現(xiàn)諧波功率和電壓增益的關(guān)系來減小對電壓的影響。假設(shè)逆變器的輸出電壓為一正弦波，電流中含有一定量的諧波成分，即：

■

其中，E、In分別為逆變器的輸出電壓、電流有效值，？漬n為電壓與電流之間的夾角。系統(tǒng)的總視在功率為：■

則■，

其中■為諧波功率。上面的表達(dá)式可以從系統(tǒng)輸出的總視在功率中分解出諧波功率。然后加入諧波功率調(diào)節(jié)器，建立諧波功率與電壓的下垂關(guān)系式，根據(jù)諧波功率的大小來改變調(diào)節(jié)器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)諧波功率的均分來減少諧波含量，從而達(dá)到抑制諧波環(huán)流的目的。

3 仿真與結(jié)論

分析比較圖3和圖4可看出，逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載為整流型非線性負(fù)載時，逆變器輸出電流中含有較多奇次諧波分量，在加入諧波功率調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)諧波功率均分后即通過諧波功率與電壓的關(guān)系，減小了奇次諧波環(huán)流對逆變器輸出電壓的影響，從而提高了系統(tǒng)輸出電壓質(zhì)量。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]