PDF《多逆变型分布式电源协调的微电网谐波控制方法》

1 多逆变电源独立补偿的交互影响 当微电网中的多个逆变型分布式电源同时独立 地进行谐波补偿时, 每个逆变电源都是将多输入多 输出系统当成单输入单输出系统来控制, 此时多个 逆变电源之间的交互影响不能忽略.单个逆变电源 独立运行时非常好的控制方法在多个逆变电源同时 ―

3 3 ― 第38卷第23期2014年12月10日Vol.38No.23Dec.10,

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1 4 运行时效果会明显变差[

1 2 ] . 常用的交互影响分析方法主要有模态分析法、 R GA 方法和奇异值分析方法等[

1 3 G

1 4 ] , 本文采用RGA 方法对多逆变型分布式电源进行独立谐波补 偿时的交互影响进行分析. 计算 R GA 需要首先求得系统输出和输入之间 的稳态传递函数矩阵 G( 0) .考虑如图1所示的谐 波等效简化电路. 图1 谐波等效简化电路 F i g .

1 S i m p l i f i e dc i r c u i td i a g r a mo f e q u i v a l e n th a r m o n i c 图1中: i S 为等效谐波源, 将2个逆变型分布式 电源等效成谐波补偿源i C

1 和i C 2;

R3 和L3, R4 和L4 为等效线路谐波阻抗;

R1 和L1, R2 和L2 为补 偿源处等效谐波阻抗;

R5 和L5 为谐波源处等效谐 波阻抗.选择谐波源处电压u 作为系统的输出, 补 偿电流i C 1和i C 2作为系统的输入. 对图1电路列微分方程如下: d i

1 d t = u1- u-R3 i

3 L3 d i

2 d t = u2- u-R4 i

4 L4 d i

3 d t = u1-R1 i

1 L1 d i

4 d t = u2-R2 i

2 L2 d i

5 d t = u-R5 i

5 L5 u1=R1( i C 1- i 1) +L1 d ( i C 1- i 1) d t u2=R2( i C 2- i 2) +L2 d ( i C 2- i 2) d t u=R5( i 1+ i 2+ i S) +L5 d ( i 1+ i 2+ i S) d t ì ? í ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (

1 ) 此外, 图1中补偿电流i C

1 和i C

2 由分布式电源 的逆变器控制方式决定, 本文采用文献[

4 ] 中基于逆 变型分布式电源的谐波补偿方法, 以补偿源1为例 建立数学模型如图2所示. 图2 补偿源数学模型框图 F i g .

2 B l o c kd i a g r a mo fm a t h e m a t i c a l m o d e lw i t hc o m p e n s a t i n gs o u r c e 图2中: G1( s) 为谐波检测环节的传递函数, 谐 波增益为1, 基波增益为0;

GF( s) 为谐波电流生成 环节的传递函数, 可以等效成时间常数很小的一阶 惯性环节;

k 为补偿系数, 完全补偿时k=1;

i C( s) 为 逆变器直接输出的补偿电流;

i 3( s) 为补偿源1检测 到的 本地负载中流过的谐波电流;

i

1 0 ( s)= i C( s) - i 3( s) , 不等于实际注入电网的补偿 谐波电流i 1( s) . 考虑到逆变器中 L C滤波器电容支路的分流作 用, i

1 0( s) 与i 1( s) 之间的传递函数GZ( s) 可以近似 的表示如下: GZ( s) =

1 L3 C s

2 +R3 C s+1 (

2 ) 式中: C 为滤波器电容. 综上可得补偿源1的闭环传递函数GC 1( s) 为: GC 1( s) = GZ( s) 1+ k GZ( s) GF( s) G1( s) (

3 ) 同理, 可求得补偿源2的闭环传递函数GC 2( s) . 对式(

1 ) 做Laplace变换并将由GC 1( s) 和GC 2( s) 确 定的电流关系代入, 可得多逆变器同时独立补偿谐 波时系统的传递函数矩阵为: G( s) = R1+L1 s+GC 1( s) ( R3+L3 s) 1+GC 1( s) R2+L2 s+GC 2( s) ( R4+L4 s) 1+GC 2( s) é ? ê ê ê ê ê ù ? ú ú ú ú ú T (

4 ) 则RGA 的表达为: RR G A=G(

0 ) ?( G(

0 ) ? ) T =[ λ

1 λ 2] (

5 ) 式中: λ

1 和λ

2 为参数;

? 表示 H a d a m a r d积;

? 表 示矩阵的广义逆. R GA 描述的是当其他控制加入时对原控制回 路的影响, λ

1 反映 补偿源

1 受补偿源2的影响程度, λ