[发明专利]一种基于自适应控制的输电电缆谐波谐振抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应控制的输电电缆谐波谐振抑制方法，该方法针对两个微电网通过微电网互联的场景，通过自适应控制实时检测输电电缆中点谐波电压，在线调节虚拟谐波电阻，实现输电电缆谐波谐振主动抑制；与此同时，本发明所提控制方法能够根据功率调度指令实现两个微电网之间的功率传输。本发明可以达到以下两个控制目标：一是根据输电电缆谐波电压水平在线调节整个微电网等效谐波阻抗，实现输电电缆谐波谐振抑制；二是根据功率调度指令实现两个微电网之间的功率传输。

主权项

1.一种基于自适应控制的输电电缆谐波谐振抑制方法，基于微电网互联系统，其中，整个系统的拓扑结构为两个微电网通过输电电缆互联，每个微电网包括两个分布式电源，一个非线性负荷，统一连接至公共连接点PCC，分布式电源并网变流器的直流侧连接等效的直流电源，交流侧连接LCL滤波器，LCL滤波器由变流器侧滤波电感L1、电网侧滤波电感L2和滤波电容Cf组成，非线性负荷为不控全桥整流电路；输电电缆中点有一个谐波电压检测器，每个微电网有一个微电网控制器，每个分布式电源有一个变流器控制器，各变流器控制器之间的信息传输采用低带宽通信；由于每个微电网的控制策略相同，每个分布式电源并网变流器的控制策略相同，因此以第一微电网中第一变流器说明所述输电电缆谐波谐振抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、位于输电电缆中点处的谐波电压检测器采集对应点谐波电压，并计算出各次谐波电压幅值cmid,kth，其中变量k代表谐波次数，k取大于等于3的奇数，之后将信息通过低带宽通信传递给两个微电网控制器，其中第一微电网控制器实现两个目标：第一微电网控制器将根据谐波电压水平计算第一变流器的谐波等效电阻RVk,MG1，同时根据功率调度指令P*和Q*计算电压幅值补偿量ΔE与频率补偿量Δω，后通过低带宽通信传递给变流器控制器，具体如下：式(1)中，变量s为复频率，为k次谐波电压的限定值，k_pk,MG1和k_ik,MG1为计算k次谐波等效电阻的比例系数和积分系数，式(2)中k_pP和k_iP为计算频率补偿量Δω的比例系数和积分系数，k_pQ和k_iQ为计算电压幅值补偿量ΔE的比例系数和积分系数，P_MG1和Q_MG1为第一微电网输出有功功率与无功功率；步骤二、第一变流器控制器接收频率与电压幅值补偿量Δω和ΔE后，通过下垂控制器产生基波电容电压参考其角频率参考ω^*与幅值参考E^*如下：式(3)中，变量ω₀为额定角频率，E₀为额定电压幅值，D_P,c1和D_Q,c1为有功下垂系数和无功下垂系数，P_c1和Q_c1分别为第一变流器实际输出的有功和无功功率，则基波电容电压参考为第一变流器接收谐波等效电阻信息R_Vk,MG1后，通过如下方法生成谐波电容电压参考式(4)中，变量为k次谐波电压参考，N为并联变流器台数，I_Loadk,MG1为第一微电网内负荷的k次谐波电流，I_Lk,c1为第一变流器输出的k次谐波电流；第一变流器最终的电容电压参考为步骤三、第一变流器电压跟踪控制器采用双环控制器，生成最终的参考电压Vout,c1，具体如下：式(5)中，变量为k次谐波电流参考，G_Outer(s)和G_Inner(s)分别为外环控制器和内环控制器，变量V_C,c1为第一变流器电容电压，变量I_L,c1为第一变流器输出电流，外环控制器G_Outer(s)为比例‑谐振控制器，变量k_pv,c1为比例系数，变量k_iv1,c1为基波谐振系数，变量k_ivk,c1为k次谐振系数，变量ω_c为例谐振控制器带宽，内环控制器G_Inner(s)为比例控制器，k_inner,c1为比例系数；得到最终的参考电压Vout,c1后，按照正弦脉宽调制或者空间矢量脉宽调制，得到开关管的占空比信号，从而控制第一变流器开关管的开通与关断。