混合控制的微能网无功补偿和谐波消除

朱世欣,包继刚,胡延东

(兰州理工大学技术工程学院,甘肃 兰州 730050)

0 引言

随着传统能源的枯竭,传统能源危机日渐严重,新能源得到大力发展。新能源微能网已成为电力重点发展领域。目前,对新能源微能网的要求已不仅停留在孤岛发电,而是需要其能在并网和孤岛之间灵活切换运行,并且损耗小、稳定和利用率高。这就使得新能源微能网运行过程中对电能质量的要求很高:不仅能够满足电力不平衡的稳定要求,而且需要消除系统自身产生的谐波问题。

针对上述实际应用中出现的情况,国内外学者们提出解决的办法。文献[1]从硬件方面出发,通过使用容量更大的开关断路器和变压器,替换原来的落后器件。该方案使得设备费用昂贵,不是完全有效的解决途径。文献[2]采用电压控制模式,针对分散、集中和分布式提出了有功和无功功率的控制方法。但这种方法不能很好地消除谐波的影响。为此,文献[3]通过电压补偿的方法,添加了有源滤波器(active power filter,APF)。但这种情况对线性负载补偿较为明显,对非线性负载有一定的局限性。文献[4]～文献[6]通过两台电流控制模式,协调控制电网电压谐波与局部非线性的补偿,并考虑了逆变器谐波的补偿。

基于上述研究,本文利用二次控制的结构,采用电流控制模式(current control mode,CCM)和电压控制模式(voltage control mode,VCM)。其中,电压控制主要对逆变器的电压幅值、下垂控制器等参数进行了控制;电流控制模式能够消除系统谐波,并进行无功功率补偿。……