單/三相混合微電網中虛擬組合式三相變流器功率協調控制

于明總, 唐　芬,2, 吳學智,2, 熊維富

(1. 北京交通大學國家能源主動配電網技術研發中心, 北京市 100044; 2. 北京電動車輛協同創新中心, 北京市 100044)

0　引言

近年來,包含儲能設備的微電網系統在分布式發電接入方面顯現出較大優勢,其既可作為可控的發/用電單元并網運行,又可在電網故障或異常等情況下與外部配電網斷開,孤島自治運行,被視為利用分布式能源的最佳途徑。實際的微電網系統通常為三相和單相混合存在的系統[1-2],既有單相分布式電源如小功率單相光伏電源、戶用單相光儲電源和單相負載,又有集中的三相發電源和三相負載。當單/三相混合微電網孤島運行時,大量單相電源和負載的分配不均,易引起三相電壓的不平衡[3-6]。為解決電壓不平衡問題,通常采用三相四線制變流器拓撲為不平衡電流提供通路,如帶△/Yn變壓器的三橋臂拓撲,但工頻變壓器增加了重量與體積;分裂電容式拓撲省去了變壓器,但直流電壓利用率低,且需要電容均壓;三相四橋臂拓撲需增加一個橋臂為零序電流提供通路[7]。

單相光儲和單相儲能單元接入微電網系統時,常需通過單相變流器進行功率變換和控制。因此,可以從整個微電網系統角度出發,將分別接入三相的獨立單相變流器組合控制形成虛擬組合式三相變流器,實現整個系統同相并聯單元間以及三相間功率的合理分配和控制,從而改善供電質量。有別于傳統的組合式變流器,虛擬組合式三相變流器主要利用現有單相光儲和單相儲能單元接入微電網系統時的單相變流器,通過其控制策略調整,使分別接入三相交流母線的單相變流器組合控制,與電網進行能量交換或供給單/三相交流負載。……