01導語

本文在微電網傳統(tǒng)二層控制中添加了一誤差電壓補償環(huán)路，控制微電網交流母線電壓根據(jù)并網點諧波電壓進行輕微畸變，通過減少微電網交流母線與并網點間的諧波電壓差，降低微電網向電網注入的諧波電流，提高了微電網并網電流的電能質量。

02研究(項目)背景

微電網作為未來智能電網的組成單元，其內部通常包括多種發(fā)電單元。但是采用傳統(tǒng)下垂控制的電壓源型逆變器并聯(lián)構成的微電網，由于其等效輸出阻抗較小，當微電網與電網并聯(lián)運行時，易受到電網并網點電壓諧波分量擾動的影響，使微電網并網電流總諧波畸變率升高。

03論文方法及創(chuàng)新點

雖然微電網底層逆變器電壓外環(huán)采用常規(guī)多重比例諧振(PR)控制器對其電壓傳遞函數(shù)在諧波頻率分量處的增益進行增強。但由于傳統(tǒng)微電網底層控制只對本地電壓進行采樣，無法獲得電網PCC諧波電壓信息。因此，當微電網與畸變電網并聯(lián)運行時，其并網電流畸變仍然難以避免。為了解決上述問題，可在原微電網二層控制中加入一微電網交流母線與PCC諧波誤差電壓控制器，如圖1所示。

圖1 微電網并網諧波電流抑制控制器

當微電網系統(tǒng)引入上述并網諧波電流抑制控制器后，可在dq坐標系下建立以網側諧波電壓擾動為輸入，以微電網并網電流為輸出的擾動傳遞函數(shù)。采用傳統(tǒng)分層控制策略與本文所提控制策略的微電網擾動傳遞函數(shù)的幅頻特性對比如圖2所示。

顯然，當微電網采用傳統(tǒng)控制策略時，其擾動傳遞函數(shù)的幅頻特性在100Hz、200Hz、300Hz及400Hz處均有較大峰值，即表明當電網并網點電壓存在1次負序、5次正負序及7次正負序諧波電壓時，微電網并網電流不能被有效抑制;但當微電網采用本文所提控制策略后，在上述頻率點附近，擾動傳遞函數(shù)幅頻特性出現(xiàn)較大衰減，表明當電網出現(xiàn)相關諧波電壓分量擾動時，微電網并網電流中的相應諧波分量被有效抑制。

圖2 系統(tǒng)擾動傳遞函數(shù)幅頻特性對比

為了驗證本文所提控制策略的有效性，搭建了基于實時dSPACE控制器的微電網實驗平臺。平臺包括兩臺2.2kW三相逆變器、LC濾波器、線路阻抗及負載，如圖3所示。

圖3 基于的dSPACE微電網試驗平臺

當采用傳統(tǒng)分層控制策略的微電網與畸變電網并聯(lián)運行并達到穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)并網電流波形及并網諧波電流分析如圖4所示。

圖4 微電網系統(tǒng)并網電流實驗波形并網諧波電流分析(改進前)

當微電網采用本文所提主動并網諧波電流控制策略后，系統(tǒng)并網電流正弦度明顯提高，諧波含量降低，如圖5所示。

圖5 微電網系統(tǒng)并網電流實驗波形并網諧波電流分析(改進后)

04結論

文章針對由下垂并聯(lián)電壓源逆變器構成的微電網并網系統(tǒng)，提出一種基于分層控制策略的系統(tǒng)并網諧波電流抑制策略。該策略在微電網二層控制中添加一微電網母線電壓與并網點誤差電壓控制環(huán)路，通過減少微電網母線電壓與并網點諧波電壓差的方式，減少了

在電網電壓畸變情況下微電網向電網注入的諧波電流含量,最后仿真和實驗驗證了所提控制策略的有效性。