多功能并網(wǎng)逆變器及其在微電網(wǎng)中的應用

王其兵

摘要：多功能并網(wǎng)逆變器作為一種補償無功、諧波以及不平衡電流的相應設施，其作用價值充分顯現(xiàn)了在微電網(wǎng)中的合理運用。與此同時，想要加權電流反饋的中心思想，給予了具體的多功能并網(wǎng)逆變器的滯環(huán)電流管控措施。除此之外，根據(jù)相應的電流檢測方式，并給予一種科學合理參考電流的計算方式。最后，在積極利用PSCAD以及EMTDC等軟件進行精準的計算，充分確保所設計的方式更加科學合理。經(jīng)實驗證明，多功能并網(wǎng)逆變器不僅能優(yōu)化整體微電網(wǎng)的電能質(zhì)量，還能進一步管控微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的關系，確保在配電網(wǎng)正常運作時，提供相應的支撐。

關鍵詞：多功能并網(wǎng)逆變器;微電網(wǎng);具體應用

引言：分布式發(fā)電系統(tǒng)作為可再生能源的重要介質(zhì)，主要任務就是進一步提升傳統(tǒng)電網(wǎng)的合理穩(wěn)定性，現(xiàn)如今，得到廣大人民群眾的重點關注，由于這些部分類別的可再生利用能源具備較強的隨機性，屬于較為典型的不可管控的再生利用能源，因此，如何通過科學合理的方式實現(xiàn)將這些不可管控的再生利用能運輸并接入到電網(wǎng)，成為我國廣大學者們理論和研究的主要目標，經(jīng)過廣大學者的不懈努力，提出了與微電網(wǎng)相應的建議。論，對于我國微電網(wǎng)而言，是一種由綜合各種類型的可再生能源、存儲式發(fā)電裝置和各種科學合理的新型供電方式所組成的，近些年受到廣大專家學者重點關注。

1.多功能并網(wǎng)逆變器的微電網(wǎng)拓撲

具體運用多功能并網(wǎng)逆變器的微電網(wǎng)具體情況如圖1所示。

對于多功能并網(wǎng)式逆變器的作用價值而言，就是要確保自己的并網(wǎng)功率得到實時監(jiān)測的必要性，以此來實現(xiàn)針對微電網(wǎng)中的諧波以及不平衡電流進行補償。直白地說，應該充分保證整體微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠為相當量的功率負載提供可靠的諧波輸出電流來滿足配套相關要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相應的功率負載管控，在配套的微電網(wǎng)系統(tǒng)進行功率負載傳輸作業(yè)時，進一步地為配套的微電網(wǎng)提供了相應的支持，具體詳細拓撲如圖2所示。

2.控制器設計

2.1補償電流的成因

想要確保多功能并網(wǎng)逆變器對相關傳輸作業(yè)進行不平衡電流補償作業(yè)，就用實時監(jiān)管補償電流的瞬時值?，F(xiàn)如今，主要檢測手段為鎖相環(huán)以及順時無功功率理論的方式。這些方式都應需求相應的軟件鎖相元件或是較為復雜的軟件鎖相程序。與此同時，由于相應的鎖相環(huán)仍然存在，就要導致存在的鎖相較為不精準，出現(xiàn)延遲等狀況，尤其是在電壓畸變等狀況下，更會加重鎖相不準的狀況。因此，應遵循科學合理的計算方式，從而地補償電流的實施結(jié)果，確保結(jié)果符合相關標準。

2.2功率跟蹤參考電流的成因

想要了解功率跟蹤參考電流的成因，就要針對無鎖相環(huán)電流檢測技術，生成科學合理的生成算法。其中Park變換中的量值并不要以電網(wǎng)電壓為準則，只要確保所確立的旋轉(zhuǎn)坐標系與電網(wǎng)電壓旋轉(zhuǎn)速率相同即可，同樣能檢測出相應的坐標系的變量值。

2.3DG的控制

DG普遍拓撲結(jié)構方式為圖3所示，拓撲主要的組成部件為直流電容、三相全橋、輸入濾波器和控制電路。其中直流側(cè)作為電壓值的動力量為VDC可以被滯留式電壓源所取而替換。當全橋輸出和極端之間安裝一對相應的LC濾波器，以此來實現(xiàn)阻礙并網(wǎng)時產(chǎn)生的電流諧波。

由于圖4詳細說明了圖3所顯示的控制值部分詳細框圖，T作為其中存在的變換式，控制器可以通過相應的數(shù)據(jù)信息來了解濾波電感電流以及極端電壓，并遵循旋轉(zhuǎn)同步的前提，運用科學合理的控制算法以此實現(xiàn)對并網(wǎng)電流功率的實時跟蹤。除此之外，DG的控制仍然采取無鎖相關的思想，只要確?？刂破髦兴\用的坐標轉(zhuǎn)換符合同步旋轉(zhuǎn)的理論即可，并不需要將軸定位點定位在與之相關電壓向量的軸體上，亦可以省去相關環(huán)節(jié)[1]。

由此可以看到，圖4所示的PG控制措施就是一種針對DG輸出相關恒定功率的PG控制措施。這樣的控制措施在客戶端和用戶之間相互干預時都是科學合理的，但卻不能充分地適用各類離網(wǎng)正常工作的模式。若是一個微電網(wǎng)只能由逆變器的模式所構造，并且沒有對相應的發(fā)電機進行作為系統(tǒng)的電壓和效率支撐的依據(jù)，就可能會嚴重地導致系統(tǒng)在離網(wǎng)模式正常運行下，系統(tǒng)的電壓和效率就可能產(chǎn)生浮動，徹底喪失穩(wěn)定。對于這種類別的小型微電網(wǎng)，想要能夠確保小型離網(wǎng)的正常運行，至少應該在系統(tǒng)內(nèi)制備一臺與之相應的DG，并且必須采取一種科學合理的管控模式，進一步保證系統(tǒng)穩(wěn)定地運行。其次，充分發(fā)揮PG管控模式的功能和作用價值，以此來確保DG穩(wěn)定運行。

除此之外，當發(fā)現(xiàn)到微電網(wǎng)呈現(xiàn)離網(wǎng)運行模式時，應積極采用DG無縫切換技術，轉(zhuǎn)變成相應的V/f的運行狀態(tài)，對于V/f運行狀態(tài)而言，V/f模式的正常運作進一步為DG技術提供了相應的不平衡功率。要想確保充分運用可再生能源的作用價值，就應在運作時，采取科學合理的PQ管控模式，最大限度發(fā)揮V/f控制的作用價值。

2.4多功能并網(wǎng)逆變器的管控

對于上述所言的一種多功能并網(wǎng)逆變器的拓撲，當激磁式電感滿足相關標準要求時，邊側(cè)隔離式變壓器就可以會產(chǎn)生相應的等量效應，從而與副邊產(chǎn)生相同的漏感，而這個電感只是原來副邊的一個漏感。對于各個環(huán)節(jié)而言，其中濾波器環(huán)節(jié)和隔離方便濾波器環(huán)節(jié)均可以是一個等量級的LCL濾波器。由于LCL濾波器模型階層較高，并且只是確立了一個諧振點，從而使得控制器設計更具有了挑戰(zhàn)性[2]。

經(jīng)過研究人員的不懈努力，終于設計得到了相應的滯環(huán)式電流管理和反饋加權式電流管控措施，并且給予多功能并網(wǎng)式逆變器任意效率均值與正常工作時相等的電路，其中隔離式變壓器的值是原始副邊漏感所對應的值。經(jīng)試驗表明，當給予加權電流時，可進一步減少告誡LCL濾波器階級，從而更方便地進行控制器合理設計。除此之外，要想進一步地約束LCL濾波器的諧振，就需要我們應在濾波電容的支路中串聯(lián)一個相應的電阻，以此來實現(xiàn)對其諧振的防止。

總而言之，對于多功能并網(wǎng)逆變器而言，任何類型的單相系統(tǒng)都用重視參考電流，充分了解并掌握補償電流與并網(wǎng)功率的電流之和，并實時管控電流之和，確保相關的數(shù)據(jù)符合相關設施的基準，以此實現(xiàn)相關設施的正常運作[3]。

3.仿真結(jié)果與分析

由于前面具體給予了多種多功能并網(wǎng)逆變器的微電網(wǎng)構成方式，與此同時并詳細闡述了電流產(chǎn)生的成因以及科學合理的管控措施。因此，應用相關的軟件來檢測所提出的措施是否存在偏差。

對于配電網(wǎng)而言，普遍為低壓配電網(wǎng)，而相應電壓的基準值為220V，當微電網(wǎng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x網(wǎng)運行狀態(tài)時，應將DG3管控模式PQ切換到V/f管控模式，其他DG仍然采取PQ管控方式。此時，DG3的作用價值已經(jīng)完全替換了配電網(wǎng)的作用機制，進一步保證了在微電網(wǎng)內(nèi)部的功率轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定。除此之外，想要保證多功能并網(wǎng)逆變器在實現(xiàn)可以對于離網(wǎng)狀態(tài)下的小型微電網(wǎng)設備進行各種可需合理管控，就必然需要DG3輸出電流的功率表來取代其相應設施[4]。

在實際設施中有或無多功能并網(wǎng)逆變器時，此時非線性整流逆變器的負荷和不平衡逆變器的負荷和電流都呈現(xiàn)出了不同程度的變化。由于非線性開關的負荷和功率電流中所蘊含著比較多的諧波，導致很難發(fā)現(xiàn)不平衡的電流中所包含著較大負序的功率和分量，同時當對開關進行切換和功率轉(zhuǎn)化時，嚴重地會導致PCC處的開關和功率電壓呈現(xiàn)較小暫態(tài)狀況，進一步影響開關的正常負荷和功率。除此之外，微電網(wǎng)中如果沒有一個與逆變器相應的多用途并網(wǎng)逆變器時，就要嚴重影響逆變器的負載電流基值，導致逆變器的負載電流結(jié)果偏差較大5。

由此可見，當DG3被切換為一個相應的分布式離網(wǎng)運行狀態(tài)時， DG3的功能完全取代了其他配電網(wǎng)的功能，并且給予了微電網(wǎng)更加科學合理的電壓控制支持，進一步優(yōu)化了分布式微電網(wǎng)的工況和運作功率以及不平衡功率。在0.1s過后，由于調(diào)節(jié)了功率參數(shù)，導致輸出功率相對減小[6]。

結(jié)束語：總而言之，為微電網(wǎng)提供了更為科學合理的管控方式，同時又能補償無功以及不平衡電流的多功能逆變器，并利用相關軟件檢測設計的方式是否出現(xiàn)相應的偏差。由此可見，科學合理的運用多功能并網(wǎng)逆變器時，充分優(yōu)化了微電網(wǎng)整體的電能品甚至，還能積極調(diào)節(jié)PCC與配電網(wǎng)之間的關系，在具體應用時，并提供了相關的支撐依據(jù)，具有廣泛地運用前景。

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