基于等效谐波阻抗动态调节的孤岛微网谐波优化控制研究

In an islanded microgrid, the virtual harmonic impedance (VHI) of distributed generators (DG) has great impacts on performances of harmonics control. However, there is still no systematic guideline for designing this important variable. To resolve this problem, this project proposes a reasonable DG VHI control scheme, which makes VHI real-time adjustable and considers the restrictions from both PCC voltage quality and DG power-rate limitation...Firstly, the VHI control scheme is improved to ensure the PCC voltage quality and meanwhile to realize real-time adjustment for different VHI value among parallel DGs. Secondly, the relationship between DG VHI and accessible power rate is established, which promises reasonable harmonic power sharing among parallel DGs. Finally, the control parameters are designed by performances-evaluation for the islanded microgrid whose DGs all employ the proposed harmonics control scheme. ..With all efforts above, we plan to provide a complete guideline for DG VHI control, which then promises optimal harmonics control for islanded microgrid.

孤岛微网特殊的组网、运行方式使得网内谐波潮流直接取决于分布式电源（DG）的控制算法。其中，DG端口等效谐波阻抗对其控制性能、谐波功率分配影响显著。然而现有方案中，该变量的设定与实现缺乏系统设计依据，存在合理性问题。针对该问题，本项目将DG并网电压质量和实际容量限制两方面约束纳入考虑，设计更为合理且动态可调的DG端口等效谐波阻抗控制方案。.首先，项目拟改进DG端口等效谐波阻抗实现算法，使其在削弱馈线阻抗影响、保证并网电压质量的基础上，实现各并联DG间谐波阻抗相对差值的动态可调；其次，拟建立DG剩余容量与端口等效谐波阻抗间的动态调节关系，从而在确保基波、谐波控制优先级的前提下，实现与剩余容量相适应的谐波功率分配策略；最后，着眼于孤岛微网全局，考虑网内DG均采用所提谐波控制方案时的系统性能评估与控制参数设计。.项目预期提出完整的DG端口等效谐波阻抗控制与调节方案，实现孤岛微网谐波的全局优化控制。

本课题以孤岛微网内谐波的优化控制为目标，通过分布式电源等效谐波阻抗的动态调节实现微电网内谐波的优化分配和母线电压质量的改善。项目在保证分布式电源（DG）基波控制的优先级前提下，优化DG并网电压质量，并依据装置实时剩余容量，动态调配各DG的谐波功率出力大小。即，通过将DG并网电压质量和装置容量限制两方面约束纳入考虑，显著提升网内谐波分配控制的性能和合理性。该目标实现的核心在于DG端口等效谐波阻抗的合理控制和动态调节。. 依据上述目标，本项目：.1.系统分析了孤岛微电网内DG工作在受控电压源情形下其谐波控制的必要性，对比分析了不同DG等效谐波阻抗控制策略的原理和特性；.2.在此基础上构建了DG等效谐波阻抗与装置谐波可用容量间的下垂关系，实现了DG基波控制优先级基础上的谐波合理分配和装置容量的合理尽限应用；.3.分析了DG等效谐波阻抗控制参数设计依据、调节范围和动态调节方案；.4.将母线电压质量纳入考虑，基于等效谐波阻抗下垂关系的自适应动态调节实现了宽范围的谐波电流优化分配和母线电压质量改善；.5.搭建了仿真及实验平台，对研究结论进行了验证。.上述研究较好完成了预定目标，有效优化了孤岛微电网内的谐波控制问题，对微电网系统的灵活、可靠、尽限应用提供了良好的解决思路。相关成果发表学术论文10篇，申请发明专利2项，内容支撑获得省部级二等奖1项。