1、第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)電網(wǎng)電壓不平衡條件下交直流混合微電網(wǎng)接口變換器的優(yōu)化控制策略1,2，2，1(1. 電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真國家()，市 海淀區(qū) 100084；2. 西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息，陜西省 西安市 710048)摘要：針對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡情況下電壓和電流中存在負(fù)序分量使交直流混合微電網(wǎng)母線間接口逆變器存在有功和無功功率振蕩問題以及電網(wǎng)電壓跌落帶來電流峰值增大問題，本文在一種連續(xù)型電流給定算法的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了功率振蕩和電流峰值表達(dá)式，以及有功(無功)功率不振蕩情況下,無功(有功)功率振蕩幅值以及電流峰值表達(dá)式。針對(duì)不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制有功和無功功率振蕩的難題，

2、采用多目標(biāo)優(yōu)化控制方法，在保證有功功率在微網(wǎng)允許范圍內(nèi)振蕩的前提下，使無功功率振蕩和電流峰值最小，即實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)控制，利于微網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。最后，/仿真和小功率實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的結(jié)果證明，本文所調(diào)節(jié)參數(shù)優(yōu)化方法能同時(shí)抑制有功和無功振蕩，以及將電流峰值控制到最小值，實(shí)現(xiàn)功率和電流的綜合多目標(biāo)控制。：微網(wǎng)；不對(duì)稱故障；電流峰值；功率振蕩；多目標(biāo)優(yōu)化Research on Optimaltrol Strategy oferfacingverter Under Unbal-anced Grid in Hybrid AC/DC MicrogridSONG Qiong1,2, ZHANG Hui2, SUN Kai1

3、(1. S e Key Laboratory of Safetytrol and Simulation ofer System ander Generation Equipment(Tsinghua University), Haidian District, Beijing100084, China; 2. School of Automation and Information Engineering, Xian University of Technology, Xian, 710048, Shaanxi Province, China)Abstract: Under unbalance

4、d grid voltagedition, the negative sequence componenthe voltage and current will cause the erfacing inverter in hybridAC/DC microgrid to generate active and reactiveer oscillation, peak current caused by voltage drop. Based on atinuous current for a given algorithm, theactive and reactiveer oscillat

5、ion and peak current of the expresare derived, and the active and reactiveer is not thedition of oscillation of reactiveer (active)er oscillation am itude and peak current expres. In view of the difficulty in suppressing the active and reactiveer oscillation at the sametime, the multi-objective opti

6、mizationtrol method is adopted to realize the reactiveer oscillation and peak current minimum on the activeerhepremise of microgrid withhe allowable range of oscillation,t can realize the multi objectivetrol, and beducive to the stable operation of microgrid.Finally,/simulation and experimental prot

7、otype results showt the optimization method cso inhibit the active and reactiveer oscil-lation parameters proedhis pr, and the peak currenttrol to the minimum value, realize multi-objectiveer and currenttrol.Keywords: micro-grid; unbalanced grid fault; peak current;er oscillation; multi-objective op

8、timization第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)逆變器輸出功率受到限制，且存在功率振蕩。文獻(xiàn)10-11引言提出了一種連續(xù)型電流給定算法，其表達(dá)式中不含有正近年來，新能源和微網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)展，光伏和風(fēng)力負(fù)序電壓耦合項(xiàng)，故計(jì)算出的參考電流中不含諧波成分。等發(fā)電裝置通過逆變器和大電網(wǎng)相連，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，多調(diào)節(jié)系數(shù) k=-1 時(shí)有功功率不振蕩，k=1 無功功率不振蕩，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整 k 的取值來滿足不同的實(shí)際工程需求。但此控制策略在抑制有功(無功)振蕩的同時(shí)，無功(有功)振蕩個(gè)逆變器并聯(lián)運(yùn)行，既可解決電力分散問題，又能提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性1,2。但實(shí)際運(yùn)行中，短路故障、大型電機(jī)啟動(dòng)和大容量單相負(fù)

9、荷突然接入等會(huì)使電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱故障3。此故障會(huì)使逆變器輸出電壓和電流中存在負(fù)序分量，進(jìn)而帶來功率二倍頻振蕩4-5，在交直流混合加劇，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)不能同時(shí)抑制有功和無功振蕩的問題，文獻(xiàn)12提出了一種采用日乘子法的抑制有功和無功振蕩的微網(wǎng)二級(jí)控制策略，雖同時(shí)微電網(wǎng)中，有功振蕩會(huì)引起直流母線電壓波動(dòng)，此直流減小了有功和無功振蕩幅值，但其控制目標(biāo)是有功和無母線電壓波動(dòng)使逆變器輸出電生三次諧波，三次諧功振蕩幅值之和最小，未考慮到實(shí)際工程中微網(wǎng)直流母波會(huì)直流側(cè)更高頻率諧波6,7，此時(shí)，交直流側(cè)相互影響，將諧波不斷放大，最后逆變器無法工作甚至損壞；線電壓穩(wěn)定性的要求及電流峰值過大的問題。文獻(xiàn)

10、13采用粒子群算法對(duì)調(diào)節(jié)參數(shù) kp 和 kq 進(jìn)行優(yōu)化，所得優(yōu)化參數(shù)可將有功振蕩限制在微網(wǎng)直流母線電壓允許的波動(dòng)另外，無功振蕩會(huì)增大逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的功率損耗，引起過流問題，影響其穩(wěn)定運(yùn)行。此外，電網(wǎng)電壓發(fā)生不范圍，同時(shí)使無功功率振蕩幅值最小，實(shí)現(xiàn)了有功和無對(duì)稱故障帶來的另外一個(gè)問題是電壓幅值跌落，考慮到功功率振蕩的綜合抑制。但所采用的粒子群算法存在的所帶負(fù)荷不變，逆變器輸出電流會(huì)因此增大，此時(shí)的電問題是無變異過程，可能會(huì)陷入局部最優(yōu)區(qū)域，得到的流峰值可能超過元器件的限流值，從而引起逆變器過流保護(hù)8-9，進(jìn)而退出系統(tǒng)，降低了分布式發(fā)電單元供電的kp 和 kq 不是全局最優(yōu)值。針對(duì)上述文獻(xiàn)關(guān)于抑制

11、功率振蕩方法的不足，本文可靠性。因此，抑制電網(wǎng)電壓不平衡條件下有功和無功在文獻(xiàn)14-15所做的基礎(chǔ)上，利用多目標(biāo)優(yōu)化控制振蕩以及電流峰值具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文將如何抑方法來實(shí)現(xiàn)綜合抑制功率振蕩和電流峰值的控制策略。制功率振蕩和電流峰值作為主要內(nèi)容。本文推導(dǎo)了功率振蕩和電流峰值的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并分別電網(wǎng)電壓發(fā)生不對(duì)稱故障的情況下，電壓中含有負(fù)分析了有功不振蕩情況下，對(duì)應(yīng)的無功功率振蕩幅值和序分量，相應(yīng)逆變器的電流參考值也包含正負(fù)序分量，電流峰值表達(dá)式。利用多目標(biāo)分層控制方法，結(jié)合功率傳統(tǒng)電流控制器控制要求，故電網(wǎng)電壓不平衡振蕩和電流峰值表達(dá)式，建立含約束條件的綜合評(píng)價(jià)函條件下，逆變器的并網(wǎng)電流控

12、制顯得尤為重要。文獻(xiàn)9數(shù)，優(yōu)化不同有功振蕩情況下調(diào)節(jié)系數(shù)，仿真分給出了電流峰值的計(jì)算公式，基于此提出了一種最大輸析以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所調(diào)節(jié)系數(shù)優(yōu)化方法出電流峰值運(yùn)行方式，此種控制策略能將輸出電流限制可保證有功功率在允許的范圍內(nèi)振蕩時(shí)，使無功功率振在安全范圍內(nèi)，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。但采用此控制策略的蕩幅值和電流峰值最小?；痦?xiàng)目：國家高技術(shù)發(fā)展（863）計(jì)劃（2015AA050606）1 功率和電流的基本控制Project Supported by The National High Technology Research andDevelopment of China 863 Program

13、(2015AA050606)交直流混合微電網(wǎng)接口逆變器并入故障電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)濾波器n 變壓器n示意圖及基本控制框圖見圖 1，其主電路為含 LCL 濾波交流母線直流母線逆變器n器的逆變器經(jīng)變壓器接入故障電網(wǎng)。其中 iabc 和 uabc 為逆變器的電感電流和輸出電壓，Zg 為電網(wǎng)阻抗，udq 、udq 、 +和-分別為逆變器輸出電壓正負(fù)序分量的dq 分量及正負(fù)序相位，Imax 為電流峰值，kp 和 kq 分別為有功和無功調(diào)節(jié)系數(shù)，P 和 Q 分別為有功和無功參考值，idqref 和故障點(diǎn)+-濾波器2 變壓器2大電網(wǎng)ugabcZg本地負(fù)載逆變器2濾波器1 變壓

14、器1iabcDSOGI- L-uqu - uq逆變器1ud-didqrefS1-6*+u參考電流計(jì)算電流峰值計(jì)算Imax調(diào)制PR電流控制S-idqrefi-分別為參考電流計(jì)算模塊生成的正負(fù)序電流的 dqiQ*uP*kqkpdqref圖 1電網(wǎng)電壓不平衡條件下逆變器基本控制框圖分量。Fig. 1 Basictroder unbalanced grid fault具體控制見圖 2，首先，利二階廣義積分器的鎖相環(huán)(DSOGI-L)對(duì)不平衡電壓進(jìn)行解耦和鎖相，得到正負(fù)序電壓的幅值和相位，采用文獻(xiàn)7-8給出的連續(xù)型電流給定算法計(jì)算參考電流，電流控制采用基于 坐標(biāo)系的比例諧振(PR)控制對(duì)輸出電流進(jìn)行閉環(huán)

15、控制。+u+uiudIL C1 u C2u , IS C1 uC2 ukdq 1 / 2+u+idrefirefiref+u+uuqPRIabc max (IL cos ) (I sin )22S+2quuI max(I , I , I )i電流峰值計(jì)算*qrefmaxa max b max c max1 / 2dq+iqu +refDSOGI-L+P*kp P PR電流控制器i *u u1 / 22ku 22ku 2-uuii2u -+u -ppdrefrefdqdu iref- +-uq-iqref-iref+uuu+2 222uPRdqkuk1 / 2u-+q+iu參考電流計(jì)算-圖 2

16、控制器結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2 Specific basictrol block diagram電網(wǎng)電壓不平衡條件下，并網(wǎng)模式下逆變器輸出電 1.5(u i uu i u)p0d dd d 壓和電流含正負(fù)序分量(忽略零序分量)， 1.5(u i u u i u)pcd dd d i ui )p 1.5(u i u i u e jt u e jt ;i i e jt i e jtsq dddd q(1)udq(4)qdqdqdq 1.5(ui uii ui )0q dddd qq式中：u +、u -、i +和 i -分別為電壓和電流在 dq 坐標(biāo) 1.5(ui uii ui )dqdqdqdqcq

17、 dddd qq 1.5(ui u ui u )下的正負(fù)序矢量。此時(shí)，復(fù)功率可表示為：sd dd d式中，有功功率和無功功率都由直流和交流分量兩部分 (e jtu e jtu )(e jti e jti )(2)S =u idqdqdqdq組成。p0 和 q0 分別為有功和無功的直流分量，pc 和 qc分別為余弦震蕩的幅值和qs 分別為正弦震蕩的幅值?？梢?，不對(duì)稱故障條件下，變換器輸出瞬時(shí)有功和無功將公式(2)整理得瞬時(shí)功率表達(dá)式： p p0 pc cos(2t) ps sin(2t)(3)q cos(2t) q sin(2t)0cs均存在二倍頻震蕩。文獻(xiàn)10,11提出一種連續(xù)型參考電流算法：

18、中文標(biāo)題ix Icos IqL sin cos t i* i* i*pq(9)kp P*I cos I sin sin t P*2 u (5)2 uqS22uuuukpkp其中，x=a,b,c，表示 abc 三相， 為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度，abcu+ -相的 分別為 、+/3 和 -/3，=( - )/2。將公式(8)帶入公式(9)，整理簡化得最大電流表達(dá)式： 222k2uu式中，i *和 i *分別為有功和無功參考電流，P*和 Q*分別pqI Icos I sin 2 I cos I sin 2為有功和無功參考值，u+和 u-分別為電壓正負(fù)序分量，下標(biāo)表示正交量，|表示向量的模。此種電流給定x ma

19、xqLqSP* ucos 2 222uuu2k2kpp2 22算法對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)功率為：kp uu2(10)P* 1 k u u Q* 1 ku uQ* 2 ucos 2 2uu2kpqp P* ;2222kp2pkq2quuuu2 u2 2kuqpp(6)P* 1 ku uQ* 1 ku u2P Q k * * k sin 2p q pq* 2 2 22kpkq uu uu2k22k2uuuu pq逆變器最大輸出電流的表達(dá)式為Imax max(Iamax , Ibmax , Icmax )2q(11)功率振蕩幅值表達(dá)式為由公式(10)可知,輸出電流峰值與調(diào)節(jié)系數(shù)有關(guān)，可利用調(diào)節(jié)系數(shù)來抑制電流峰值

20、，防止其超出逆變器允許22*P 1 k u Q 1 k u u u p q p;2222k2kuuuu(7)pq范圍。22 *P 1 kuu Q 1 kuu 1.2 有功功率振蕩的抑制p q q2222k2kuuuu由前文理論分析可知，有功功率振蕩會(huì)帶來直流母pq線電壓波動(dòng)，輸出電流諧波等一系列問題，嚴(yán)重影響并由公式(6)和(7)可知，電網(wǎng)電壓不平衡條件下，有功網(wǎng)逆變器穩(wěn)定運(yùn)行，為避免此問題的發(fā)生，令有功功率和無功功率的振蕩幅值均有調(diào)節(jié)系數(shù) kp 和 kq 有關(guān)。1.1 峰值電流的計(jì)算不振蕩，即 p2=0，分別令 p2p=p2q=0，：P* 1 kp u u 總電流參考為橢圓，其半長軸和半短軸

21、的表達(dá)式分別為14p2p 0 0 kp 1;22uukp(12)Q 1 ku u*qk 1I; I;2uuk2222uuuukpkpq(8)此時(shí)，無功功率振蕩幅值可表示為IqL IqS 2222uukk22 p(13)2P022 22 abc 三相瞬時(shí)電流表達(dá)式：uuuu最大電流峰值表達(dá)式為2Q*uu2P*uu* *uQ*uQ*kP*uP*kpuP*uP*kpu第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)222 ucos 2uuu22 (14)IP0 x maxP*Q*2 2 22uuuu由公式(13)和(14)可知，調(diào)節(jié)系數(shù)滿足式(12)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)有功功率不振蕩，無功功率振蕩幅值和電流峰值保持

22、不變，且與調(diào)節(jié)系數(shù) kp 和 kq 無關(guān)。1.3 無功功率振蕩的抑制同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率和無功功率振蕩的抑制，本文來優(yōu)化獨(dú)立參數(shù) kp 和 kq，把有功功率振蕩限制在一定范圍的同時(shí)，使無功功率振蕩最小，即公式(7)的值最?。煌?，令無功功率不振蕩，即 q2=0，分別令q2p和 q2q=0，：考慮到輸出電流超過逆變器電流容量時(shí)帶來的危害，故P 1 ku u*需控制逆變器的最大輸出電流最小，即求公式(10)的最小pq2p 0 0 kp 1;22uukp值。(15)*Q 1 ku u目標(biāo)函數(shù)：qkq 12uumin f (k , k ) min q;kqpq2(18)ax(Ia max , Ibmax

23、 , Icmax )min g(kp , kq ) m約束條件為此時(shí)，有功功率表達(dá)式為22 (16)hkp , kq q p2lim(19)p2Q0222 22 uuuu邊界條件為最大電流峰值表達(dá)式為1 kp 1; 1 kq 1其中，p2lim 為允許有功波動(dòng)大小。(20) ucos 2 22 2 uuu2 2(17)I但多目標(biāo)問題一般不可能存在使每個(gè)目標(biāo)都同時(shí)達(dá)x maxP*Q* 2 2 22到最優(yōu)的完全最優(yōu)解，只能對(duì)多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行折中，uuuu找到相對(duì)最優(yōu)解。多目標(biāo)最優(yōu)化方法是根據(jù)不同目標(biāo)的由公式(16)和(17)可知，調(diào)節(jié)系數(shù)滿足式(15)時(shí)，可重要性對(duì)各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行量化，求得一個(gè)相對(duì)最

24、優(yōu)的實(shí)現(xiàn)無功功率不振蕩，有功功率振蕩幅值和電流峰值保有效解。持不變，且與調(diào)節(jié)系數(shù) kp 和 kq 無關(guān)。新的綜合評(píng)價(jià)函數(shù)：2 功率和電流的協(xié)調(diào)控制4f (kp , kq ) wi fi (kp , kq )i1(21)此電流給定算法的缺點(diǎn)是有功(無功)功率不振蕩時(shí)，其中，wi(i=1,2,3,4)為權(quán)重因子。無功(有功)功率振蕩最大(如表 1 所示)。表 1 功率振蕩和電流峰值與調(diào)節(jié)系數(shù)之間的關(guān)系1w (22)if (k*, k*)i p qTable 1 Relationship betn |p2|, |q2|, Imax and kpq式中，f (k *,k *)為單目標(biāo)問題最優(yōu)值。i p

25、qkp=-1, kq=1kp=1, kq=-12Q*uu2P*uu有功振 * 2 * 20 2P u u 2Q u u u 2 u 2 u 2 u 2 蕩|p2| 無功振2 2 02 22 蕩|q2| 電流峰 u 2 u 2 2 u u cos 2 2 2 u u 2 u u cos 2 2 2 2 2 P* Q* P* Q* 值 Imax u 2 u 2 u 2 u 2 2 2 2 uu uu 2Q*uuuu2P*uuu2u中文標(biāo)題這樣，多目標(biāo)約束優(yōu)化問題就轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)約束最仿真開始時(shí)，電網(wǎng)電壓正常，0.2s 時(shí)發(fā)生兩相接地優(yōu)問題，結(jié)合公式(18)(19)和(20)短路故障，此時(shí)電網(wǎng)電壓波形

26、和并網(wǎng)逆變器輸出電流見min( f (kp , kq )圖 3(a)和(b)。 Plims.t.p2200200(23)ucubua1 k 1100100p001 k 1q-100-100此處，假設(shè)故障類型為兩相接地短路，(UA=550,UB=83.8250.9,UC=83.8109.1)18，為方便計(jì)算，取參數(shù)標(biāo)幺值，P*=1，Q*=1，|u+|=2/3，|u-|=1/6。f1=0.7113，-200-2000.10.20.3t/s0.40.5 0.450.460.470.48t/s0.490.5(a) 電網(wǎng)電壓5040iaicib2000f =1.6003，f =2.4446，f =2.4

27、446，w =1.4059，w =0.6249，23412-20w =0.4091，w =0.4091。按公式(23)求得不同的有功功率-50-40340.10.20.30.40.5 0.450.460.470.480.490.5t/st/s振蕩情況下對(duì)應(yīng)的最優(yōu)調(diào)節(jié)系數(shù)。(b) 并網(wǎng)電流表 2 多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果Multi-objective optimization results550055005133W45004500Table 2350025001500350025001500|p2|kpkq|q2|q2|%Iax%890W5005000.10.20.30.40.5 0.480.4850.

28、49t/s0.4950.50-110.7113100%2.4446100%t/s(c) 有功和無功功率0.050.1-0.8405-0.68010.88600.76950.65990.608892.77%85.59%2.39172.340897.84%95.75%403938.838.638.438.23538.52A0.150.2-0.5188-0.35710.65060.52920.55790.507378.43%71.32%2.29202.245493.76%91.85%302520380.10.20.30.40.50.450.460.470.480.490.5t/st/s0.25-0.

29、19520.40540.457164.26%2.201190.04%(d) 電流峰值3 仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖 1 P=0 時(shí)仿真波形Fig. 1 Simulation results (P=0)3.1 仿真分析由圖 3(c-d)知，kp=-1,kq=1 時(shí)，有功不振蕩(P=0)，此時(shí)，無功振蕩最大(|q2|=0.71133000var=2133var)，電流最大峰值 Ipeak=38.52A。即仿真結(jié)果與第 2 節(jié)的理論分析一致：有功功率不振蕩時(shí)，無功功率振蕩和電流峰為驗(yàn)證本文所的不平衡電網(wǎng)電壓條件下功率和電流控制策略的正確性，在/仿真環(huán)境下構(gòu)建了逆變器并入不平衡電網(wǎng)的仿真模型，仿真參數(shù)如表

30、3。故障類型與第 2 節(jié)一致，其中，|u|=190.74V，|u+|=126.92V，|u-|=31.64V。表 3 仿真參數(shù)Table 3 Simulation parameters值最大，下面有功功率在一定允許范圍內(nèi)振蕩時(shí)，同時(shí)無功振蕩和電流峰值的問題。55005500450045003500250035002500150015005005000.480.4850.490.4950.50.10.20.30.40.5t/st/s(a) 有功和無功功率(P=0.05P*)(P/kW, Q/kvar)(P/W Q/var)uabc/Viabc/Aipeak/A放大部分放大部分放大部分放大部分放大

31、部分參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值直流母線電壓 Udc/V400交流母線電壓 UN/V110額定有功功率 P*/kW3濾波電感 Lf/mH3.6額定無功功率 Q*/kvar3濾波電容 Cf/F4.7第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)403955005500450045004380var38.52A3538.535003500302500250038251500150037.7A37.5205005000.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.50.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.5t/st/st/st/s(b) 電流峰值(P=0.05

32、P*)(i) 有功和無功功率(P=0.25P*)436555005500404038.52A45004500353835003500302500250036251500150034.54A50050034200.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.50.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.5t/st/st/st/s(c) 有功和無功功率(P=0.1P*)4834(g) 電流峰值(P=0 25P*)4039.53938.53837.537圖 4 參數(shù)優(yōu)化前后仿真對(duì)比Fig. 4 Comparison of results befor

33、e and after optimization3538.52A30圖 4(a-b)：kp=-0.8405,kq=0.8860 時(shí)，有功振蕩幅值為 P=1900var0.92770.71133000var；電流峰值37.7A97.84%38.52A。圖 4(a-b)結(jié)果表明，仿真結(jié)果2536.82A36.5200.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.5t/st/s(d) 電流峰值(P=0 1P*)5500550045004500和理論分析的結(jié)果一致。3500350025002500同理，分析圖 4(c-g)仿真波形也出相同結(jié)論，150015005005000.1

34、0.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.5即仿真結(jié)果與如表 1 所示的理論分析結(jié)果一致。本文所t/st/s(e) 有功和無功功率(P=0.15P*)4660的多目標(biāo)優(yōu)化方法能實(shí)現(xiàn)有功功率在一定范圍4040動(dòng)的條件下，保持無功功率和電流峰值最小，既實(shí)現(xiàn)了393538.52A3830在一定安全范圍內(nèi)穩(wěn)定直流母線電壓，又能抑制無功振372536.025A3620蕩，減小由此帶來的過熱和損耗問題，同時(shí)，還能保證0.10.20.30.40.5 0.480.4850.490.4950.5t/st/s(f) 電流峰值(P=0.15P*)逆變器輸出電流最小，避免過流帶來的器件損壞等問

35、題。550055003.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證4525var4500450035003500在搭建的逆變器上進(jìn)一步驗(yàn)證本文所采2500250015001500用參數(shù)優(yōu)化的有效性，實(shí)驗(yàn)原理圖和實(shí)物圖見圖 5。逆變器9R144(Myway)經(jīng) LCL 濾波器連接到由任意波形發(fā)生器 SW5250(Elgar) 模擬的故障電網(wǎng)中， 用錄5005000.10.2t/s 0.30.40.50.480.485t/s0.490.4950.5(g) 有功和無功功率(P=0.2P*)45144040393538DL850E(YOKOGAWA)所需波形。由于此交流電源3037253635.26A不能吸收有功功率，故用 20

36、電阻作為卸荷電阻來吸收20350.480.4850.49t/s0.4950.50.10.20.30.40.5t/s逆變器和交流電源發(fā)出的功率。除功率給定這組參數(shù)之(h) 電流峰值(P=0 2P*)外，其他參數(shù)與仿真保持一致。iabc/Auabc/V(P/kW Q/kvar)iabc/Aiabc/Aiabc/Aipeak/A放大部分放大部分放大部分放大部分放大部分放大部分放大部分(P/kW Q/kvar)iabc/A放大部分放大部分參數(shù)優(yōu)化前參數(shù)優(yōu)化后參數(shù)優(yōu)化前參數(shù)優(yōu)化后參數(shù)優(yōu)化前參數(shù)優(yōu)化后參數(shù)優(yōu)化前參數(shù)優(yōu)化后參數(shù)優(yōu)化前參數(shù)優(yōu)化后中文標(biāo)題直流母線濾波器大電網(wǎng)1000iabc800逆變器iabcu

37、abc本地負(fù)載S1-6調(diào)制Imax600ImaxTMS320 F28335Suabc iabc采樣電路400圖 5 實(shí)驗(yàn)原理圖Fig. 5 Experimental schematic diagram20000.950 960.970 980.991(f) 功率波形(P=0.15P*)圖 6(a)和(b)為電網(wǎng)電壓波形和并網(wǎng)逆變器輸出電1000流，圖 6(c)-(h)分別給出了有功功率不同程度振蕩時(shí)對(duì)應(yīng)的無功功率波形。80060040020000 950 960 970.980.991(g) 功率波形(P=0.2P*)(a) 電網(wǎng)電壓(b) 并網(wǎng)電流1000100080080060060040

38、040020020000.950.960.970.980.99100 950 960 970.980.991(h) 功率波形(P=0.25P*)圖 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig. 6 Experimental results(c) 功率波形(P=0)1000800圖 6(c)-(h)所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與圖 4 的仿真結(jié)果相對(duì)600應(yīng)，可見實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真和理論分析結(jié)果一致，即直流400200母線電壓在小范圍內(nèi)振蕩的情況下，對(duì)應(yīng)的無功功率振0蕩幅值最小。0 950 960.970 980.991(d) 功率波形(P=0.05P*)6.810006.68006.46006.240065.82000.980.985

39、0.990.99510圖 7 電流峰值Fig. 7 Peak current0 950 960.970 980.991(e) 功率波形(P=0.1P*)圖 7 給出的是采用表 2 給出的優(yōu)化參數(shù)得到的各種有功功率振蕩工況下的峰值電流，可以看出，實(shí)驗(yàn)所得uabc 50V/divP/W Q/varP/W Q/varP/W Q/variabc 2A/divIpeak/AP/W Q/varP/W Q/varP/W Q/var第十一屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)電流峰值之間的關(guān)系與表 2 數(shù)據(jù)基本一致，即說明此種IEEE Tran6719-6737.ions oner Electronics, 2

40、016, 31(9):參數(shù)優(yōu)化算法可實(shí)現(xiàn)在保證有功功率在一定范圍內(nèi)振蕩的前提下，實(shí)現(xiàn)無功功率幅值和電流峰值最小。5Antonio Camacho, Miguel Castilla, Jaume Miret, et al.Flexible voltage supporttrol for three-phase dis-4 結(jié)論tributed generation inverters under grid faultJ. IEEE針對(duì)電網(wǎng)不對(duì)稱故障情況下，交直流混合微電網(wǎng)母Tranions on Industrial Electronics, 2013, 60(4):線間接口逆變器輸出有功和無功

41、功率存在振蕩的問題，1429-1441.,以及輸出電流峰值變大的問題，本文采用多目標(biāo)優(yōu)化控6, 榮飛, 等. 電網(wǎng)電壓不平衡條件下制方法，以有功功率在一定范圍內(nèi)振蕩為約束條件，以微網(wǎng) PQ 控制策略44(6): 71-74.J. 電力電子技術(shù), 2010,控制無功功率振蕩幅值和逆變器輸出三相電流最大值為目標(biāo)函數(shù)，通過綜合評(píng)價(jià)函數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)系數(shù)的優(yōu)化。仿LV Zhi-peng, LUO An, RONG Fei, et al. Micro-grid真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與表 2 所示的理論分析結(jié)果一致，說明此種參數(shù)優(yōu)化算法的正確性和有效性。PQtrol strategyysis under utility

42、voltage im-balanceJ.er Electronics, 2010, 44(6): 71-74(in參考文獻(xiàn)：Chi).,7,. 電網(wǎng)電壓畸變不平衡情郭1Nejabatkhah F, Yunwei Li. Overview ofer man-況下三相光伏并網(wǎng)逆變器控制策略J. 中國電機(jī)工agement strategies of hybrid AC/DC microgridJ.程學(xué)報(bào), 2013, 33(3): 22-28.GUO Xiaoqiang, WU WeiIEEE Tran7072-7089.ions oner Electronics, 2015, 30(12):, Q

43、I Hanhong.trolstrategies of three-phase PV grid-nected inverter2ROCABERT J,trol oferA A, BLAABJERG, et al.-under distorted and unbalanced voltageditionsJ.verters in AC microgridsJ. IEEEer Electronics, 2012, 27(11):Proceedings of the CSEE, 2013, 33(3): 22-28(in Chi-).Antonio Camacho, Miguel Castilla,

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