微電網電能質量主動控制策略

微電網電能質量主動控制策略是指採用相應的控制策略提高微網變流器運行性能來實現電能質量主動控制。

對微電網的電能質量主動控制，包括實現儲能電源接口變流器複合電能質量補償功能的多目標控制策略、儲能電源接口雙四橋臂變流器電能質量控制策略、非理想電壓條件下提高微網變流器運行性能的控制策略等問題

基本介紹

• 中文名：微電網電能質量主動控制策略
• 外文名：The micro power quality control strategy
• 背景：對電能質量要求越來越高
• 內容：微電網的電能質量主動控制
• 學科：電力電子與電力傳動
• 優點：更加環保和節能

背景

在我國經濟飛快發展的背景下，人們日常的工作和生活對於電能質量的要求越來越高，而為了節約不可再生資源，我國對風能、太陽能等進行了開發，從而有效為用戶提供了相對環保和高效的能源。新能源在使用過程中常常引起電能質量下降的問題，在供電儀器和線路處於正常狀態時，使用者能夠連續使用電能，說明電能質量高，否則說明電能質量較低。影響電能質量的因素較多，三項變換器就是其中的一個重要因素。

微電網中電能質量問題

三相變換器對電能質量的影響

非工頻交流和不明確直流電壓是分散式電源的特點，使用變換器能夠有效變換電能。交流和直流在通常狀況下需要不同的變化器，而在微電網中，三項變換器可以適用於這兩種電流，因為該變換器具有較高的控制功能，擁有較少的諧波含量，其技術水平也相對較高。例如，現階段被廣泛使用的三項AC/DC變換器，包含了不同的電路拓撲結構，即晶閘管相控、二極體不可控和全控開關器件PWM變換器。在科學技術不斷進步的背景下，PWM變換器現階段已經發展較成熟，在對其進行網側時，受控電流得以呈現，這一特點具有較高的研究和使用價值。

該變換器擁有兩種類型，電流型和電壓型。在微電網中，該變換器的拓撲結構是調節電能質量的基礎，一定程度上轉變對控制算法和結構能夠補償諧波等。因此，微電網中套用該變換器，對其結構、模型等進行充分的研究，有利於電能質量的提升。

微電網諧波對電能質量的影響

非線性負荷會導致嚴重的諧波問題存在於配電網中，而針對微電網而言，很可能出現諧波滲透和非線性負荷等。儲能設備在接人微電網時，電力電子裝置是重要的設備，這樣一來才能夠將電能輸出，滿足用戶的需求，而不同的元件會導致諧波產生不同，一旦微電網中的滲透率較高，則會出現諧波上升的現象，同時併網狀態下，在公共連線點的作用下，低壓電網將受到電壓諧波，從而導致電壓質量的下降，甚至會出現併網失敗的現象。

低壓電網中，諧波的出現可以從不同的角度採取措施，一方面，對波形進行改善，即對電源電力電子接口進行修補，降低諧波輸出量；另一方面，滲透諧波在處理過程中，可以將治理裝置安放於諧波嚴重地點。在使用各種技術減少諧波的過程中，首先可以從改造微電源的角度進行，還可以用多電平控制和PWM控制來改善電子變換裝置，LC和LCL濾波器在接口處的裝設也能夠有效減少諧波的產生針對已經存在於微電網中的諧波而言，現階段最有效的修繕方式就是濾波裝置的使用，其中有源濾波器和LC器件都是重要的設備，而最為廣泛使用的是無源濾波器，對固定頻次的諧波進行濾除過程中具有較高的功效。對其進行裝設，需詳細分析該系統的阻抗和諧波現狀，併合理設計無源濾波器，避免諧振現象的產生。

三相四線制APF有源濾波器控制策略

結構

該濾波器可以採用串聯和並聯兩種方式來接入電網，並聯擁有相對簡單的接入手段，其無功補償功能較高，因此這一諧波電流補償裝置使用廣泛；串聯型在接入電網過程中需要利用變壓器，從而濾除相應的諧波電壓。在科學技術不斷進步的背景下，現階段將二者進行混合接入電網可以發揮更大的功能。該濾波器的元件在接入直流側時擁有電壓和電流兩種形式，電流型指的是濾波器存在於直流側，此時功率損耗較大；電壓型指的是電容器存在於直流側。

無諧波檢測

對該濾波器控制結構進行檢測過程中，傳統的方式以電壓外環電流中的雙環控制結構為主，直流側的電容電壓是控制電壓環的主要手段，同時負載電流同樣是電流環採集的內容。對其進行控制，諧波、有功和無功基波在負載電流當中都應道及時進行檢測，而該諧波信號應被有源濾波器的輸出進行跟蹤。要想直接控制電網電流，在對電壓環進行跟蹤的基礎上將參考值輸出，成為該檢測的主要思想，同諧波檢測具有一樣的功能。經過長時間的實踐證明，無諧波檢測在各方面具有較突出的優點，它能夠在有效進行控制的同時降低電流互感器的使用數量，對控制算法的計算用時進行縮短。現階段在對無諧波檢測控制能力進行驗證過程中，最長採用的算法是matlab/simulinkI 。

改進策略

近年來越來越多的學者開始投入到諧波檢測的研究當中，對於有源濾波器也更加注重，在其結構上，研究了統一電能質量調節器、擁有LCL的濾波器等。在對三相四線制APF有源濾波器控制策略進行研究的過程中，對不平衡狀態下的控制算法進行研究具有重要意義。在該有源濾波器當中，abc三相坐標轉換成兩相坐標是檢測的主要手段，而這一過程中忽視了零序的控制，但是套用三相dqo選裝坐標來代替中性線電流的掌控是非常重要的。改善三相不平衡和一致諧波過程中可以套用相應的控制結構，不僅要突出三相四線制APF的功能，顯示通過對其的使用而使電能質量提升的一面，還可以實現無功補償和有功分配調節，現階段在研究過程中可以充分分析仿真模型來尋找控制方法及手段。

總結

我國傳統供電企業以單一的模式進行供電，已經無法滿足現階段社會生產和人們生活水平的要求，微電網技術的套用，有效轉變了這一現狀，同時促使電能在供應過程中更加環保和節能。微電網的套用還能夠極大的提高能源和供電系統的可靠性，緩解分散式電源與大電網之間的衝突。