專利名稱：一種微電網背景下的新型電能質量調節器的制作方法
技術領域：
本發明涉及微電網電能質量調節與治理領域，特別是一種微電網背景下的新型電能質量調節器。
背景技術：
隨著微電網在電網系統滲透率的不斷提高，電網將面臨由微電網分布式電源及非線性負載所引起的電能質量問題。改善電能質量的工程應用中，由無源濾波器組和有源濾波器并聯組成的并聯混合型有源電力濾波器(hybrid active power fiIter,HAPF)有著廣泛的應用。然而由于非線性負載的時變特性，HAPF時常處于低功率工作狀態，效率沒有得到充分發揮。加之微電網中分布式電源具有極強的間歇性和隨機性，分布式電源并網逆變器不能一直保持在額定輸出工況下，分布式電源并網逆變器的容量因子較低，導致逆變器輸出容量的浪費。近年來，開發微電源并網逆變器的剩余容量來改善電網電能質量的相關問題，開始得到人們的關注。2011年第6期的《Proceedings of the IEEE》中《Options forControl of Reactive Power by Distributed Photovoltaic Generator》一文指出光伏并網逆變器可以傳送無功功率，可以維持與大電網公共連接處的電壓穩定，但存在逆變器輸出無功功率不受控的缺點；2011年第3期的《IEEE Transactions on Power Electronics))中((Enhanced Power Quality Control Strategy for Single-Phase Inverters inDistributed Generation System》一文研究了分布式發電系統中逆變器的諧波與無功補償功能的相關問題，達到了一定的效果，不足之處是逆變器需加設輸出限流裝置，否則存在著停止工作的風險。
發明內容
本發明的目的是提出一種微電網背景下的新型電能質量調節器。它在原有并聯混合型有源電力濾波器的基礎上增加了分布式電源及儲能元件，采用一種改進型id-1q復合指令電流檢測及合成實現方法，較好的實現了一機多能的要求，該裝置在有效解決微電網諧波和無功電流補償的同時，也能較好實現分布式電源并網發電功能，達到了電能質量治理成本上的最大程度節約。仿真與實驗運行數據表明，該設計方案有效、可靠。其原理與主要特征為:
本發明提出的微電網新型電能質量調節器由并網逆變器、控制單元、無源濾波器組、分布式電源及儲能單元組成，并網逆變器直流側與儲能單元及分布式電源相連，交流側通過電抗和電力電容器與電網相連，電抗和電力電容器將調諧至某固定次諧波，構成單調諧無源L-C濾波器，其中，原有APF逆變器交流側輸出濾波電感被包含在單調諧無源L-C濾波器電感之中；裝置工作時，電網基波電壓均施加于并網逆變器交流側電力電容器上，無源濾波器組裝設在負載側，兩者共同實現諧波與無功就地補償，分布式電源通過并網逆變器與電網相連，實現分布式電源的并網發電；
微電網新型電能質量調節器的控制部分主要為并網發電有功指令電流、諧波及無功補償指令電流的計算以及兩者的合成運算，本發明在三相電流經過d、q坐標變換、低通濾波器后的通路上加一個PI調節器，三相負載電流經過坐標轉換、低通濾波器和PI調節器
得到的直流分量為有功基波
是指由分布式電源輸出的實際電壓和計算出的最大功率點電壓經過電壓調節之后得到的有功直流分量，微電網新型電能質量調節器復合控制指令電流經以下算法合成
權利要求
1.一種微電網背景下的新型電能質量調節器，其主要特征在于:本發明提出的微電網新型電能質量調節器由并網逆變器、控制單元、無源濾波器組、分布式電源及儲能單元組成，并網逆變器直流側與儲能單元及分布式電源相連，交流側通過電抗和電力電容器與電網相連，電抗和電力電容器將調諧至某固定次諧波，構成單調諧無源L-C濾波器，其中，原有APF逆變器交流側輸出濾波電感被包含在單調諧無源L-C濾波器電感之中；裝置工作時，電網基波電壓均施加于并網逆變器交流側電力電容器上，無源濾波器組裝設在負載側，兩者共同實現諧波與無功就地補償，分布式電源通過并網逆變器與電網相連，實現分布式電源的并網發電； 微電網新型電能質量調節器的控制部分主要為并網發電有功指令電流、諧波及無功補償指令電流的計算以及兩者的合成運算，本發明在三相電流經過d、q坐標變換、低通濾波器后的通路上加一個PI調節器，三相負載電流經過坐標轉換、低通濾波器和PI調節器得到的直流分量為有功基波電流，算出諧波、無功補償電流；由分布式電源輸出的實際電壓和計算出的最大功率點電壓經過電壓調節之后得到有功直流分量，進而得到微電網新型電能質量調節器復合控制指令電流；微電網新型電能質量調節器把復合控制指令電流輸出到電網，既可以實現諧波治理及無功補償，又可以實現并網發電功能，達到一機多能的效果，最大程度的節約電能質量治理裝置的投入成本。
全文摘要
本發明針對微電網中的電能質量治理問題，提出一種微電網背景下的新型電能質量調節器。它在原有并聯混合型有源電力濾波器的基礎上增加了分布式電源及儲能元件，采用一種改進型id-iq復合指令電流檢測及合成實現方法，較好的實現了一機多能的要求，該裝置在有效解決微電網諧波和無功電流補償的同時，也能較好實現分布式電源并網發電功能，達到了微電網電能質量治理成本上的最大程度節約。仿真與實驗運行數據表明，該設計方案有效、可靠。
文檔編號H02J3/38GK103117553SQ20121034222
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者李圣清, 李永安, 曾黎琳, 何政平 申請人:湖南工業大學