微网多逆变器并联及电能质量控制方法研究

The power control of multi-inverter in micro-grid and power quality control for Micro-grid are the important fundamental research subjects for micro-grid. This research will focus on multiple parallel inverter power control and micro-grid power quality control, and study four aspects of science contents in-depth:1) equivalent electric model of micro-grid with multi-inverter; 2）power accurate distribution control for multi-inverter and the ring current restraining method in Micro-grid; 3）optimal allocation method of power quality compensator for micro-grid with multi-inverter; 4）cooperative control method between micro-grid and power quality compensator.We expected to reveal the the intrinsic properities of micro-grid inverter equivalent model, the power quality and so on，Moreover, to obtain some innovative achievements of more accurate power allocation control of multiple inverters, ring current restraining method,compensator optimized allocation method, micro-grid and power quality compensator cooperative control method.This project will promote the basic theory research progress of the distributed micro network, and the achievements obtained will directly provide theoretical guidance for further popularization and application of the new energy distributed generation.

微网中多逆变器并联控制和微网电能质量控制是亟需研究的重要基础课题。本课题围绕微网中多逆变器并联功率控制和微网电能质量控制，深入研究四个方面的科学内容：1)含多逆变器微网的等值电气模型；2）微网中多逆变器功率精确分配控制和环流抑制方法；3）含多逆变器微网电能质量补偿器的优化配置方法；4）微网与电能质量补偿器协同控制方法。期望揭示微网多逆变器基波域和谐波域的等值模型、电能质量等内在特性，取得多逆变器功率精确分配控制及环流抑制方法、补偿器优化配置方法、微网与电能质量补偿器协同控制方法等创新性成果。本课题将推动分布式微网基础理论研究的进步，取得的成果直接为新能源分布式发电的进一步推广应用提供理论指导。

针对微网多逆变器并联及电能质量控制问题，进行以下五方面的理论和实验研究：.1、建立了非理想条件下含多逆变器微网系统的统一谐振模型，揭示了含多逆变器微网的集群谐振机理及频率分布特性，发现了多逆变器集群系统的自身谐振点、并联谐振点和串联谐振点，且本征非固定谐振点将随着集群程度的提升，其谐振频率将向低频偏移等重要理论成果。.2、建立了多逆变器并联的环流模型，发现了基波环流产生机理和功率分配不均的本质原因；输出滤波器、连接阻抗等会引起谐波环流，主要集中在13~29次谐波带宽内，且存在谐波谐振点等重要理论成果；为此，提出了功率鲁棒下垂的虚拟阻抗匹配控制新方法，解决了多逆变器系统的功率分配与环流抑制难题，该理论成功应用于大电流铜箔电解电源系统，获得2014年国家技术发明二等奖。.3、针对微网电能质量问题，提出了LCL型逆变器电容电流反馈的有源阻尼谐振抑制新方法和APF的快速重复控制方法，解决了多逆变器系统的阻抗集群谐振和谐波抑制难题，该理论成功应用于海岛多电源并联系统，获得2017年中国机械工业科学技术特等奖。.4、提出了微源逆变器的多模式平滑切换控制方法、有源滤波器与微源逆变器的加权协同控制策略，实现了微网系统的稳态运行优化，获得2017年湖南省科技进步一等奖（已通过学科组评审，待湖南省奖励办终评）。.5、研发了含多逆变器并联的微网实验平台，包括不同滤波类型和功率等级的微源逆变器、储能装置、模块化APF及其协同控制的硬件设计和软件开发，该成果发表SCI和EI论文16篇。.在项目执行期间发表论文67篇，其中SCI和EI收录58篇，获得国家技术发明二等奖1项及其他省部级奖励5项，获得与申请发明专利32项，获得软件著作权30项，培养博士后4名、博士11名，硕士41名。与广东志成冠军集团合作，成功研制了3MW多逆变器并联的特种电源系统，并在南海、东海等多个岛屿及三大船务集团等广泛应用，实现我国岛屿/船舶大功率特种电源系统的跨越式发展，社会效益和经济效益显著。