不平衡及畸變電網下并網變流器的比例多諧振電流控制

韓 剛，蔡 旭

（上海交通大學 風力發電研究中心，上海 200240）

0 引言

并網變流器作為連接新能源與電力系統的重要元件，具有輸出電流正弦度高、能量雙向流動以及功率因數易于調節等優點，已被廣泛應用于新能源發電、大規模儲能及柔性直流輸電等領域［1］。并網變流器通常采用基于電網電壓定向的矢量控制方式，然而隨著不平衡、非線性負載的大量使用，電網中出現不平衡與低次諧波的場合越來越多［2］。這種不平衡與諧波電壓分量易引起變流器輸出功率的脈動和畸變，導致直流側電容反復充放電，進而危及其正常運行壽命［3］。另外，變流器輸出電流中諧波成分大量增加，嚴重時將無法滿足并網標準［4-5］。因此，在不平衡和諧波畸變電網環境下，如何提高并網變流器的電流控制性能顯得尤為重要。

為抑制不平衡及畸變電壓對變流器輸出電流的影響，可通過增大網側無源濾波器的電感量增強其對高次諧波電流的衰減［6］，但采用此方法對電流中低次諧波及負序分量的抑制效果較差。文獻［7-9］采用多重比例積分（PI）調節器補償諧波電流，且其控制參數是基于同步旋轉坐標系下的數學模型而進行設計的，然而這種控制方法需要繁瑣的坐標變換和精確的鎖相技術，且使用了大量濾波器用于提取負序和諧波電流，降低了電流內環的快速性和準確性。基波正向旋轉坐標系下，文獻［10-11］將比例-積分-諧振（PIR）調節器應用于并網變流器和雙饋風電系統轉子變流器的電流控制。……