《多源微網暫態諧波特性分析與全局最優抑制》是依託湖南大學，由榮飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多源微網暫態諧波特性分析與全局最優抑制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：榮飛
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多源微網的高滲透為公網提供了有力補充和有效支撐，是未來電力系統的發展趨勢之一。本項目研究高滲透率下，微網在退、併網過程中產生的暫態諧波，特別是暫態諧波的產生機理和特徵，探討微源作為諧波電源和非線性負載時的諧波產生過程；深入分析微網諧波特徵，建立多源微網諧波頻譜分布和變化的一般性規律；研究包含不同典型微源的微網受自身暫態諧波的影響，推導各微源之間的相互依存關係和保證微網及公網各節點安全穩定運行的微網準入規則，建立起暫態諧波對微網自身影響的評估模型；探討適用於暫態諧波的快速檢測和基於微源的全局最優諧波消除方法，達到微網退、並可靠性及提高電能質量的目的。本項目研究成果將有效改善微網退、併網過程中的諧波污染，為微網的套用提供了質量保證，有利於我國微網系統的發展，同時還可以帶動電力電子技術、電力設備製造業的發展。本項目研究成果可直接套用於電力系統，特別是軍事、金融等重要領域，保證國防安全和社會穩定。
結題摘要
為了將微網和公網有機結合，發揮二者的優勢，補足二者的不足，對微網的退、併網研究至關重要。微網退、併網對電力系統帶來的影響主要體現在兩個方面，一是電壓波動與閃變、二是諧波污染。由於微網內部含有大量電力電子器件，且微源本身具有間歇性和不穩定性的特點，使得微網內部諧波非常複雜，帶來嚴重的諧波污染。特別是在微網退、併網過程中，很可能由於微網與公網的相互影響，造成諧波放大，損壞電力設備，嚴重情況還會威脅到電力系統的安全穩定運行。 為了解決微網的電能質量問題，本項目根據立項申請書中的主要研究內容，研究了： （1）風電和光伏的諧波產生機理，項目組認為風速的不穩定性會使逆變器的輸出電壓包含大量的直流分量、負序分量和低頻諧波分量，採用慣用的L和LC濾波器難以有效濾除；從理論上推導了光伏電源逆變器的輸出包含大量的3次諧波，其幅值與光伏系統的容量和逆變器直流側電容值有關，光伏系統容量越大，其3次諧波含量越大，直流側電容越大，其3次諧波含量越小。 （2）微網諧波特徵，項目組認為微網併網逆變器輸出電流中主要包含3次諧波，3 次諧波分量是由直流側電容兩端波動電壓經正序開關函式調製反射到輸出端的結果。 （3）制定了保證微源可靠工作的準則，項目組認為多源微網中，微源併網逆變器的大量存在構成了多逆變器環境，微網內能源形式多樣、等效輸出阻抗和額定容量也有差異，外特性的差異使得多逆變器環境下各微源之間出現干擾，為此改進了下垂控制中的運行範圍，保證了微源的可靠工作。 （4）諧波檢測方法，項目組認為諧波檢測的實時性對控制方法有重要的影響，為此設計了基於自適應低通濾波器的FBD檢測算法，克服了延時影響。 （5）微源併網控制技術，項目組設計了一種新型基於LCL濾波器的單相光伏併網控制策略，由電壓環、功率環和電容電流環組成，電壓環確保併網逆變器直流側電壓穩定，功率環實現光伏併網電流的無靜差和功率因數控制，電容電流環可提高控制系統的動態性能和諧振抑制能力。 （6）樣機研製，項目組在實驗室搭建了風光互補微網模型，驗證了所提出研究成果的有效性。 根據研究結論，項目組發表了8篇學術論文，申請了5項專利（其中1項已授權，4項處於公示期），登記了2項軟體著作權，培養了4名博士研究生，3名碩士研究生。
