[发明专利]一种离网模式下有源滤波器与分布式电源协同控制方法

权利要求书

1.一种离网模式下有源滤波器与分布式电源协同控制方法，其特征在于，包括分布式电源控制方法和有源滤波器控制方法：

1)在谐波域，由分布式电源实现谐波电流均分，有源滤波器对单台分布式电源输出电流进行治理，实现改善微电网电能质量的目标；

2)在基波域，分布式电源以功率均分作为控制目标，有源滤波器以稳定公共连接点电压为控制目标。

2.根据权利要求1所述的离网模式下有源滤波器与分布式电源协同控制方法，其特征在于，分布式电源实现谐波电流均分的步骤如下：

1)在离网模式下，采用无互连线的下垂控制方法来控制各自输出的有功无功功率均分，得到指令电压信号V_Gdroop，其控制形式为：

ωi=ω*-mPiEi=E*-nQi]]>

式中：ω_i、E_i分别为分布式电源输出电压角频率和幅值；ω^*、E^*分别为分布式电源空载输出电压角频率和幅值；m、n为下垂控制系数，由ω_i、E_i合成电压环的指令电压信号V_Gdroop为：

VGdroop=2Eisinωit]]>

2)引入虚拟阻抗控制策略，由下垂功率环输出指令电压信号V_Gdroop与引入虚拟阻抗Z_V(s)的逆变器网侧滤波电感电流i₀反馈比较得引入虚拟阻抗策略后的指令电压信号V_G，再经电压电流双环控制，经逆变器作用得到逆变器网侧滤波电感电流i₀，分布式电源接口配置LCL滤波器，分布式电源线路为感性，在基波处引入感性虚拟阻抗抑制线路阻抗差异；在第3，5，7次谐波处引入阻性虚拟阻抗实现谐波均分，引入的虚拟阻抗Z_V(s)表示为：

ZV(s)=LD2K1s2s2+2K1s+ω12+Σh=3,5,7Rh2Khss2+2Khs+ωh2]]>

其中h为主要次谐波，L_D为基波处虚拟阻抗，R_h为主要次谐波处阻性虚拟阻抗，K_I为基波电流系数，K_h是h次谐波电流系数，ω₁为基波角频率，ω_h是第h次谐波角频率。

3.根据权利要求1所述一种离网模式下有源滤波器与分布式电源协同控制方法，其特征在于，有源滤波器对单台分布式电源输出电流进行治理的步骤如下：

1)在谐波域，有源滤波器以单台分布式电源输出电流为治理目标，通过检测任意一台分布式电源输出电流i₀中的谐波成分i_0h，乘以谐波阻尼系数K,得到有源滤波器的谐波指令信号；在基波域，U_rms为公共连接点电压有效值U_rms与公共连接点电压稳定参考值U_ref1比较得公共连接点电压偏差，该信号控制有源滤波器稳定公共连接点电压；有源滤波器直流侧电压U_dc与直流侧电压稳定参考值U_ref2比较得直流侧电压偏差信号；公共连接点电压偏差与直流侧电压偏差经过PI调节后与谐波指令信号相加得有源电力滤波器的指令信号i_ref；

2)采用基于滤波电容电压的LCL前馈控制策略，控制有源电力滤波器的输出电流跟踪指令信号，补偿电网谐波，降低并网电流畸变率；控制有源电力滤波器的系统闭环传递函数为：

i₂＝G₁(s)i_ref-G₂(s)u_g(s)

其中

G1(s)=(kpkPWMs+kikPWM)/ΔG2(s)=[L1Cs3+kpkPWMHCs2+(kikPWMHC+1)s]/ΔΔ=L1L2Cs4+kpkPWMHL2Cs3+(L1+L2++kikPWMHL2C)s2+kpkPWMHs+kikPWMH]]>

把滤波电容电压当作扰动量，得到：

i2=kpkPWMs+kikPWML1s2+kpkPWMHs+kikPWMHiref-(sC+sL1s2+kpkPWMHs+kikPWMH)uC]]>

引入滤波电容电压前馈，将其前馈到实际控制系统中的电流控制器的前和电流控制器后，得有源滤波器输出电流表达式为：

i2=kpkPWMs+kikPWML1s2+kpkPWMHs+kikPWMHiref]]>

其中：k_p和k_i为电流控制器比例和积分参数，k_PWM为逆变器作用等效环节，H为电流反馈系数，u_g为公共连接点电压，u_c为滤波电容电压，i_ref为有源滤波器指令信号，L₁、C、L₂分别为有源电力滤波器接口LCL的有源滤波器侧电感，滤波电容以及网侧电感。