分布式電源并網(wǎng)功率的控制研究

文獻標志碼：A

分布式電源并網(wǎng)功率的控制研究

張翔

(四川省電力公司計量中心,四川成都610000)

Research on the Power Control of Grid-connected Distributed Generation Power SystemZHANG Xiang

(Sichuan Electric Power Corporation Metering Center, Chengdu 610000, China)

摘要：分布式電源(Distributed Generation，DG)并網(wǎng)功率的控制多采用控制并網(wǎng)電流的方式來實現(xiàn)。當電網(wǎng)阻抗變化時，傳統(tǒng)比例積分(Proportional-Integral，PI)控制的并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差及并網(wǎng)電流總諧波畸變(Total Harmonic Distortion，THD)含量都會增大?；隰敯艨刂评碚?，本文提出了一種改進型的控制方法，通過合理的設計加權函數(shù)，使得在一定的電網(wǎng)阻抗變化范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)在基波頻率處具有很高的增益，而且具有足夠的高頻衰減特性。本文分析了電網(wǎng)阻抗變化對傳統(tǒng)PI控制的系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，給出了改進型控制方法的設計原理。仿真及實驗結果驗證了此改進型控制器的有效性。

關鍵詞：分布式電源；比例積分控制器；并網(wǎng)逆變器；魯棒控制；總諧波畸變

文章編號：1007-2322(2015)05-0079-05

中圖分類號：TM464

收稿日期：2014-11-28

作者簡介：張翔(1987—)，男，碩士，工程師，研究方向為電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用，E-mail:guaishiqin@sina.com。

Abstract：The power of the distributed generation in the grid-connected mode was usually controlled by the grid current. As the grid impedance changes, the steady-state errors and the content of total harmonic distortion will increase when conventional proportional-integrator controller is used. Based on the robust control technique, an improved control scheme is proposed in this paper. By properly designing the weighting functions, the proposed controller exhibits high gains at the vicinity of the fundamental frequency and the sufficient high-frequency attenuation characteristics within a certain range of the grid impedance changes. In this paper, the influence of the grid-impedance variations on system stability is analyzed when conventional proportional-integrator controller is used, and the design principle of the improved control scheme is given. In the end, the simulation and experimental results verify the effectiveness of the proposed scheme.

Keywords：distributed generation; proportional integral controller; grid-connected inverter; robust control; total harmonic distortion

0引言

近年來，基于太陽能、風能、燃料電池等各種可再生能源的分布式電源的發(fā)展成為研究熱點[1]。分布式電源組成的微電網(wǎng)一般有兩種運行方式：并網(wǎng)運行和孤島運行。并網(wǎng)運行狀態(tài)下，微電網(wǎng)的電壓是由公共電網(wǎng)所提供的相對穩(wěn)定的電壓幅值和頻率決定的，因此控制分布式電源的功率通常采用控制其并網(wǎng)電流的方式來實現(xiàn)，并網(wǎng)電流的總諧波畸變含量是衡量分布式電源并網(wǎng)運行的一項重要指標。

傳統(tǒng)并網(wǎng)電流控制方法中，通常采用三相靜止坐標下的PI控制加上電網(wǎng)電壓前饋的方法，但由于PI控制存在較大的穩(wěn)態(tài)誤差而不能取得滿意的控制效果[2]。……