基于d—q變換的微電網PQ控制

侯海濤++霍彥明++焦立春

摘 要：基于d-q變換的前饋解耦PQ控制，可使微電源發(fā)出的有功及無功功率恒定，是目前微電網的主流控制策略之一。本文采用MATLAB中的SIMULINK模塊搭建了系統(tǒng)仿真模型。該模型中的并網逆變器在輸出有功功率的同時補償一定量的無功功率，并且使用了LCL濾波器技術、鎖相環(huán)技術。為了使用參數(shù)時更加方便，本文對某些參數(shù)進行了標幺化。最后通過運行仿真模型測得THD畸變略小，達到了控制要求。

關鍵詞：變換；微電網；PQ控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.160

1 恒PQ控制策略

PQ控制主要用于并網運行模式，是指對并網逆變器輸出的有功功率和無功功率進行控制[2]。由式1-1可知電網電壓存在著耦合關系：

（1-1）

為了實現(xiàn)解耦控制需要從靜止abc坐標系下轉換為dq坐標系（稱為Park變換，或dp變換）。經過dp變換可得：

（1-2）

ud和uq均為常數(shù)實現(xiàn)了解耦控制。

PQ控制策略框圖如圖1所示。

三相交流電通過鎖相環(huán)（PLL）得到電壓和電流的相位，該角度用于Park變換中。三相電壓和電流經過Park變換，得到dq0分量。通過式子（1-2）可以得到逆變器輸入的參考無功功率和有功功率。

（1-3）

再通過PQ計算器得到控制電流。將控制電流與實際值比較，將結果輸入到PI控制器中，最后轉換到abc靜止坐標系下得到并網逆變器輸出的三相交流電。

2 PQ控制策略MATLAB/SIMULINK模型搭建

2.1 LCL濾波器的設計

微電網在并網時可看做受控電流源。其中的逆變器發(fā)出的電流波形具有一定的諧波，為了抑制其產生的諧波，提高并網質量，通常需要接通低通濾波器。在傳統(tǒng)的微電網中采用L濾波器。為了抑制高次諧波需要增大電感值，這樣所使用的電感體積增大，會對整個系統(tǒng)帶來一定的損耗。 為了解決以上問題，本文采用LCL濾波器。其優(yōu)點在于電感值有所降低，對高次諧波的抑制效果明顯。

LCL不同的參數(shù)設計對系統(tǒng)有著較大的影響。本文所采用的的方法是根據(jù)LCL濾波器參數(shù)的設計條件限制，不斷對系統(tǒng)進行調整達到最佳效果，從而找到合適的參數(shù)[1]。具體參數(shù)如圖2所示。

2.2 PQ計算器的設計

PQ計算器用于計算控制電流，是恒功率控制的重要環(huán)節(jié)。其輸入為電網的無功功率和有功功率，以及dq變換后的電壓。其模型如圖3所示。

3 仿真結果

運行該模型可得到電流的THD如圖4所示。該THD偏小滿足控制要求。

參考文獻：

[1]Liserre M，Blaabjerg F，Hansen S.Design and control of an LCL-filter based three-phase active rectifier[J].IEEE Transactions on Industrial Applications，2005，04（05）：1281-1291.

[2]王成山，肖朝霞，王守相.微網綜合控制與分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32（07）：98-103.endprint