结合虚拟阻抗的分数阶PI-准比例谐振不平衡电压控制策略

程勇，罗长青，陈刘鑫

(西安科技大学电气与控制工程学院，西安市 710054)

0 引 言

随着分布式发电技术快速发展，以下垂控制或虚拟同步电机控制的逆变器并联运行方式受到广泛关注，此类方法无需通信线，具有“即插即用”、友好、可靠的特性，是当前微网研究热点之一[1-2]。并网模式中，在大电网的支撑下，负载和线路阻抗不对称对系统的影响较小；离网模式中，不平衡负载产生的电流在系统阻抗上形成不平衡电压分量，造成系统电压质量下降。电能质量降低可能使负载设备运行不正常，使电力系统的稳定性和安全性受到威胁[3]。国家标准GB/T15543—2008《电能质量三相电压不平衡》要求，电力系统公共耦合点正常运行负序电压不平衡度不能超过2%，短时不得超4%[4]。目前应用较广的电压不平衡补偿装置有有源电力滤波器(active power filter，APF)、动态电压调节器(dynamic voltage regulator，DVR)等，但此类方案增加了建设成本，本文将从逆变器控制算法层寻求解决电压不平衡的方法。

针对三相三桥臂逆变器带不平衡负载，文献[5-6]利用对称分量法对逆变器输出电压进行正负序分离，分别在正序和负序旋转坐标系对正序和负序电压分量进行调节，通过补偿负序电压实现逆变器输出电压平衡。文献[7]在静止坐标系下采用复数滤波器提取电压正负序分量并采用复比例积分控制，结合虚拟复阻抗将负序阻抗控制为0，以此达到抑制负序电压的目的。电压分序控制算法可实现正序和负序电压独立控制，然而该算法需要对电压进行正负序分离，这一过程存在延时和精度下降等问题，此外分离算法和分序控制增大了程序的复杂度。……