孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略-冯伟.pdf

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1、2016年4月第31卷第7期电工技术学报TRANSACTl0NS 0F CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETYV0131 No7A pr 2016孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略冯 伟1 孙 凯1 关雅娟2 王一波3(1电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京1000842奥尔堡大学能源技术学院 奥尔堡9000 3中国科学院电工研究所 北京 100190)摘要 针对具有平衡谐波电压扰动的孤立水光互补微电网系统，根据叠加原理提出一种电压源并网逆变器并网谐波电流抑制策略。首先利用陷波器将网侧电压基频与谐波分量进行分离

2、，利用下垂功率控制器对逆变器输出端基频电压分量进行下垂控制；同时逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器，在保证逆变器向电网注入基频电流的同时，提高逆变器控制环路对网侧电压谐波分量的跟踪能力，通过减少网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法，降低系统并网电流的谐波含量；最后仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。关键词：谐波电流 电压源逆变器 下垂控制 微电网中图分类号：TM464A HarmoIlic Current Suppression Strategy for Voltage Source Grid-ConnectedInVerters Based on Output

3、Voltage Hybrid Control in Islanded MicrogridsFe几g耽i1 Sn硒i1 Gn坷眦n2耽昭M603(1State Key Lab of Security Contml and Simulation of Power Systems and Generation EquipmentsTsinghua University Beijing 100084 China2Depanment of Energy Technology Aalbo唱UniVersity Aalbo昭 9000 Denmark3Institute of Electrical Engi

4、neering CAS Beijing 100190 China)AbstI?act Based on the supe叩osition theorem， a compound hamonic current suppression stmtegy of thegridconnected voltage contmlled inVerter(GC-VCI)is proposed in this paper for the islanded hydroPV hybridgrid with balanced ha瑚onic铲id Voltage disturbances A notch filte

5、r is矗rstly designed for the separation ofdif艳rent fTequency components of the point of common couple(PCC)voltageThen the fundamental componentof the inVerters outputis controlIed by the dmop contr01ler solelyArotaryfhmebased pmportionintegmtion andresonance(PIR) hybrid controller is adopted in the V

6、oltage contml loop for ensuring fundamental componentcuent injection and enhancing the tracking ability of the grid ha珊onic Voltage component simultaneously As aresult，the difference of the harmonic voltage between the PCC and the output point of the inverter is reduced，and then the injected ha珊onic

7、 cun-ent is decreased These theoretical findings are verified thIuugh simulationsand experiments on the laboratory platfb珊Keywords： Hamlonic current，voltage source inver【er，droop，microgrid0 引言大力发展新能源和可再生能源，不仅是保护生态国家国际科技合作专项(2014DFG62610)、国家高技术研究发展(863)计划(2叭5AA050606)、北京市自然科学基金重点项目(Kz201511232035)资助项

8、目。收稿日期2015旬2_03改稿日期2015心15环境、应对气候变化以及实现可持续发展的需要，也是解决我国偏远地区无电人口民用电问题的主要途径。我国西藏、青海等边远地区建有许多由小水电供电的孤立电网，但水力发电站的发电能力受季节和自然条件的影响很大，枯水期水不能保证出力。在边远地区架设电网成本过高，但这些地区光照资源普遍万方数据第3l卷第7期 冯伟等孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略 73比较丰富。因此，利用光伏发电与当地孤立水轮发电机组成互补发电系统，能够有效缓解上述问题，为解决我国边远地区无电及缺电问题开辟了一条新途径2“。传统电流源型光伏并网逆变器(G

9、ridconnectedCuHent Contmued Inverter，GCCCI)的工作原理是利用逆变器电流控制环路参考指令对光伏电池板进行最大功率跟踪(Maxi舢m Power Point Tmcking，MP门)控制，再将光伏能量转换为标准正弦波电流，并注入电网4 o。由于太阳辐照度存在较大随机性，并网系统输出功率波动较大，不利于电网稳定。文献5提出了为GCCCI添加储能环节，MPPll改由前级充电控制器完成，从而保证后级逆变器输出功率稳定。但GcccI为电流源控制，当电网发生故障时，系统无法直接实现孤岛运行，并继续为敏感负荷供电。文献6提出了双模式逆变器控制策略，但该策略控制复杂，且

10、在孤岛与并网模式转换时，逆变器输出端电压易发生突变。针对GCCCI存在的问题，文献7提出了一种利用下垂原理进行控制的电压源逆变器并网系统(GridConnected Voltage Contmlled Inverter，GC-VCI)，并对其基本理论进行了论述。该系统在并网工作时，通过控制逆变器输出端电压的幅值与相位，控制逆变器向电网注入的功率。由于GCVCI为电压源控制，当系统进行孤岛与并网模式切换时，其控制环路结构未发生根本变化，因此，其控制简单且不存在电压突变，改善了系统的暂态特性。但由于GC-VCI等效输出阻抗较小。8 o，网侧电压扰动对其稳定性与并网电流总谐波畸变率(Total Ha

11、肿onics Distonion of current，THD，)影响较大。GCVCI系统以公共耦合点(Point of CommonCoupling，PCC)的网侧电压作为其运行参考值。但是，由于逆变器LCL滤波器特性，单台光伏系统可能存在内部谐振；多台光伏系统问存在相互扰动，可能引发串联及并联谐振；而孤立电网与光伏系统之间可能存在串联谐振一1；同时，随着光伏发电在水光互补发电系统中所占比例增大，孤立电网无法再等效为无穷大电源，其等效电路中存在一定线路阻抗。因此，由于多种因素相互叠加，极有可能在Pcc激发出不同频率及能量的谐波电流分量，并受线路阻抗影响，引起Pcc电压的谐振，导致孤立运行的水

12、光互补发电系统中PCC电能质量较差。为定量分析逆变器并网系统对电网造成的影响，文献10运用谐波分量线性化方法，对基于锁相环(PhaseL0ck L00p，PLL)进行同步的三相并网逆变器系统在频域中的正负序阻抗进行了建模，并通过相关实验对模型进行了验证，指出利用该模型可以对并网系统进行适用性与电能质量分析。文献7所提出的GCVCI控制策略中，已对由PCC电能质量较差引起的系统并网谐波电流问题进行了论述，并提出了谐波电流抑制策略。文献11在文献7的基础上进行了改进，针对原控制策略无法对线电流中谐波分量进行控制的问题，提出一种新型HcM混合控制策略。但文献7，11所提控制策略均未考虑网侧频率波动对

13、GcVcI造成的影响。在孤立水光互补发电系统中，受到系统容量与成本的约束，光伏并网系统通常不参与系统频率调节，孤立电网的频率主要由水电机组调速器决定，较大负荷投切会使系统频率产生波动，且频率暂态过渡过程较长1“。文献13在文献7，11的基础上提出一种变频率比例谐振(Pmponional-Resonant，PR)控制器，可有效解决由网侧频率波动对GcVcI造成的影响。但文献13所提控制策略属于变参数控制，因此，对控制器工程实现、系统稳定性及其分析带来影响。为保证GCVCI稳定工作，文献14对采用比例积分(PmponionalIntegral，PI)与PR控制器作为内环控制器的GCVCI进行了状态

14、空间建模，通过参数敏感度的对比与分析，得到在旋转坐标系下采用PI控制器进行内环控制的GCVCI能够克服电网频率波动对其带来影响的结论。本文在文献14的基础上，针对具有平衡谐波电压的孤立水光互补微电网系统，根据叠加原理提出一种GCVCI控制策略。利用陷波器对网侧电压基频分量与谐波分量进行分离，并利用下垂控制器对逆变器输出端电压基频分量进行控制，使逆变器向电网注入基频电流。同时，逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分谐振(ProportionalIntegmlResonant，PIR)复合控制器，提高逆变器控制环路对谐波分量的跟踪能力，通过减少逆变器输出侧与PCC之间的谐波电压误差的方式，

15、减少并网谐波电流。通过分析可知，本文所提控制策略均采用常规控制器，易于工程实现与系统稳定性分析。最后，通过仿真及包含两台并联逆变器的实验平台验证了所提控制策略的有效性。1水光互补微电网系统水光互补微电网系统按照水电站的类型(径流式、蓄水式)可分为并联运行及交互运行两种方式。微电网系统由水轮发电机、GcVcI、GCCcI、充电控制器、铅酸蓄电池组、光伏电池板、能量管理系统以及静态开关构成。国内某水光互补微电网结构如图1所示。万方数据74 电工技术学报 2016年4月=：筠竿水轮发电机及|励磁调速器 系统：Gcccl； GcVcl 水电站图l 水光互补微电网系统结构图Fig1 The scheme

16、 of hydr0一PV hybrid microgrid充电控制器利用MP阴算法实现光伏电池最大功率输出，并对铅酸蓄电池组进行分段式充电与维护。能量管理系统负责调整逆变器出力、对电网状态进行检测、控制静态开关及GcVcI运行模式切换等工作。水电机组工作正常时，静态开关闭合，GCCCI以MP明方式进行并网工作，而GcVCI按照能量管理系统或上级电网的调度指令，向电网注入指定的有功及无功功率；当水电站水量不足或电网出现故障时，静态开关断开，GC-VCI由并网运行转为孤岛运行，维持系统的电压以及频率，并与eC-CCI构成微电网，继续为敏感负荷供电，提高供电可靠性。GCVCI与水电机组并联运行的模型

17、可简化为图2a，图中V。与K刊分别为GC-VCI与水电机组输出端电压矢量，图2a中矢量关系如图2b所示。电压源光伏并网系统 原孤立电网I一一一一一一一一 一一一一一一一_。 ， d耋磊 Jline+Rlml籍水轮(a)系统简化结构图机(b)电压矢量关系图2互补发电系统简化结构图及其矢量关系图Fig2 The simplified diagram of hybrid power system andvector relationship图2a中sh。+R。为传输线等效阻抗，GcVcI向电网侧传递的有功及无功功率分别为。171P-半cos训一等弘Q=半sin(妒旷字Sin邸式中，JP、Q分别为逆变

18、器向电网传输的有功、无功功率；K。K训分别为GCVcI侧与水电机侧电压幅值；咖为CCVCI侧与水电机侧电压矢量相角差；z、9分别为传输线等效阻抗的幅值与相位。在中高压电网中，线路阻抗主要呈感性心，因此，式(1)可简化为篡苕奠，。 Q=坐学从式(2)中可看出，GCVCI可通过控制其输出电压与网侧电压基频分量之间的相位差与幅值差来控制其向电网注入的有功及无功功率。2 GCVCI并网谐波电流抑制策略21原理分析GCVcI并网等效电路如图3a所示。图3中G。(s)为逆变器内环传递函数；u。，G，(s)为逆变器输出电压；z。(s)为逆变器等效输出阻抗；z。(s)为线路阻抗；，。(s)为逆变器并网电流。取

19、电路中某一相电压进行分析，根据线性电路叠加定理，可得到网侧电压M。、并网电流i。及逆变器参考信号u一的表达式，分别为(3)式中，u鲥d_b和M州一。、k。和ki。、u。f_b和“。u分别为网侧电压、并网电流以及逆变器参考信号的基频及谐波分量。逆变器侧 电网侧f鲥(s)“refbGv(J)(a)等效电路(b)基频分量等效电路越mo一以+Mb+k=蜊w蚶，、【万方数据箜!鲞箜!塑 墨堡笠堡童丝皇圆史基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略 75“ref hGv(s)(c)谐波分量等效电路图3 电压源并网逆变器等效电路图Fig3 The equivalent circuit diag

20、ram of GC-VCI根据图3b可得GcVCI并网电流基频分量的幅值表达式为k。川2 l焉导荡等J同理，根据图3c可得GC-VCI并网电流谐波分量的幅值表达式为h。旆c删2 I等等揣但由于逆变器内部缺少相应谐波电压的控制环路，因此，逆变器在该谐波频率点的跟踪能力较差，即I G、(j。)I较小；同时由于控制环路中缺少相应的谐波参考信号u一。，当网侧电压中存在谐波分量扰动时，逆变器支路对该频率点谐波电流呈近似短路，即u，。G。(j。)一0，因此，可将式(5)简化为式(6) 卜。曲“|=l一菊者J(6)由式(4)可知，为保证GCVCI正常工作，需要对逆变器输出端电压的基频分量进行下垂控制；由式(

21、5)可知，为减少GC-VCI向电网注入的谐波电流，需要提高逆变器对网侧谐波电压分量的跟踪能力。22 系统参考信号生成假设电网存在三相平衡的谐波电压扰动，经过Park变换后，网侧电压谐波分量会以不同角频率的三角函数信号形式叠加在dq轴直流信号上。而PLL控制环路中使用的Pl调节器不包含三角函数信号的内模，因此，必然会对PLL输出造成扰动。为避免上述问题，在检测前可利用陷波器将谐波分量信号滤除。陷波器的传递函数为G。，。(。)：半旦等 (7)G。，。(s)=丁I专 (7)通过改变矗值可改变陷波器在谐振频率点附近的衰减频率宽度，改变n值可改变谐振频率点衰减幅度。假设需要滤除电网中11次正序谐波电压，

22、当矗=10且凡10，40时，其幅频特性如图4所示。利用上述陷波器对PLL进行改进，如图5所示。通过改进后的PLL可得到网侧电压基频分量的相位钆。幅值E。，及完整的电网电压谐波分量uh。O一5要_10耋一-s一20一 飞 图4陷波器传递函数波特图F谤4 The bode diagram()f not(-h fil。基波锁相珂罔5改j韭后的PII。结构图Fi昏5 The block diagram of the improved PLL当网侧电压存在多个频率点的平衡谐波电压时，可利用串联陷波器方式将电压基频与谐波分量进行分离，如式(8)所示。k翟羔0 (8)采用上述方法对网侧电压采样信号进行分离时

23、，所引入的陷波器环节会导致电压基频采样信号相位滞后及幅值衰减。但由图6可知，由陷波器对信号采样造成的影响仅与其参数有关，因此可利用固定值补偿的方法加以消除。万方数据76 电工技术学报 2016年4月、0 OOOgO001d o oolN 0002(b)相位浠后图6不同参数的陷波器对基频分量的影响Fig6 The innuence of notch filters diffbrent parameterto the fbundational componentGCVcI的有功、无功功率下垂控制环路及逆变器电压参考信号生成模块的结构如图7所示。图7下垂控制环路及参考信号生成Fig7 The dro

24、op contmlloop and reference gener“on为使GcVCI向电网注入的功率对功率参考值进行无差跟踪，可采用PI控制器作为功率下垂控制器，同时采用带宽为”的一阶低通滤波器(L0w Pass Filter，LPF)滤除逆变器输出功率中的高频分量，增强系统稳定性。系统有功及无功功率下垂控制器分别为扯卜一P去卜肛一P去卜一矗小一Q去卜(Q_口去卜(9)式中，|IcPp、忌。与凫qp、艮。分别为有功和无功功率下垂控制器的比例及积分系数。最后，根据网侧电压基频分量信息8。与E。以及网侧谐波电压分量“。，并结合上述有功及无功功率下垂控制环路输出的调节量9与E，可合成逆变器三相电压

25、参考信号u二。，如式(10)所示。：=(业+E奴)sin(舶+日b。)+“h。u：=c姐+E妇坶n(e+。一竽)+un一吣。，“?=(缸+艮)sin(的+竽)+unj。23 基于PIR的GC-VCI内环复合控制器设计在由水轮发电机构成的孤立电网中，有功负荷投切会对系统频率造成较大扰动。为使GCVcI可靠地与孤立电网并联运行，避免系统频率波动造成GC-VCI过电流，本文利用基于同步旋转坐标系的PI控制器对电压参考信号中基频分量进行控制。该原理已在文献14中进行详述，此处不再赘述。同时，为减少并网电流THD，需要提高逆变器电压电流内环对谐波信号的跟踪能力，因此提出一种逆变器电压内环PIR复合控制器

26、结构，如图8所示。v 2I5r_| 午s2+2庐+)2“dqot融 I、网盖 ，入7掣 7幽7妙PIR控制器“doo一一一。一一一一一一+一一一一1 fIJdq图8 PIR复合电压电流内环控制器Fig8 The inner PIR voltagecurrent contml loop其原理是：几次平衡谐波信号在经Park变换后被映射为dq轴上频率为n+1或n一1次三角函数信号。复合控制器利用PI控制器包含对直流量的内模以及谐振控制器包含对三角函数信号的内模的特点，在旋转坐标系下分别实现对参考信号中基频分量及n次平衡谐波分量无差跟踪。假设网侧电压存在三相平衡的11次正序谐波扰动，该谐波信号经Pa

27、rk变换后，被映射为dq轴上500 Hz三角函数信号。因此，PIR中谐振控制器的中心频率被设为500 Hz。图9为采用所提PIR复合电压控制器后，逆变器电压电流内环传递函数的幅频特性图。图9 复合控制环路幅频特性图Fig9 rhe 1)ode diagram of s?stem with PlR()ntr()ller万方数据第3l卷第7期 冯伟等孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略 77从图9中可看出，由于电压控制环路中PI控制器的作用，控制系统在0 Hz处幅值衰减为o dB，相位滞后为0。，即控制系统可使逆变器输出电压零稳态误差跟踪基频电压参考信号；同时，由于

28、电压环路中谐振控制器的作用，控制系统在500 Hz处的幅值衰减为041 dB，相位滞后为0。，因此，在旋转坐标系下，有效提高了逆变器控制环路对参考信号中500 Hz频率分量的跟踪能力，即提高了逆变器在abc坐标系下对网侧11次平衡谐波信号的跟踪能力。3仿真与实验验证为了验证本文所提GCVCI并网谐波电流抑制策略的有效性，分别对改进前以及改进后的系统与存在11次平衡谐波扰动的电网并联运行模型进行了时域对比仿真。模型中控制参数如表l所示。表l仿真模型控制器参数Tab1 The parameters of simulation model参数 数值 参数 数值 参数 数值。Hz 550 女。、 06

29、03 丘pp 5104Eh。mV 30 。 009 丘。 1lO一38h。(o) 0 A。 724 后qp 2106n nol。h 10 iJlv 200 七。， 210 4后肋I“ 20 o 50工m hHz 550 后。“ 10图10为未采用所提谐波电流抑制策略时，PCC电压与GcVCI并网电流的时域仿真波形图。通过对图中A相网侧电压以及A相并网电流进行谐波分析可知，此时电网电压总谐波畸变率(T0tal Ha丌nonicsDistonion of Volta尹，THD，)为956，THD，为759。受到网侧谐波电压扰动的影响，此时GCVcI并网电流2010囊 。粤lO20时Ms40()4O

30、l 4 02 4 03 4 04 4 05 4 06 4()7 4 08 4 09 4 l()时川s图10改进前系统Pcc电压及并网电流仿真波形Fig10 The simulation wavef0邢of v01tage and injectedcu兀ent at PCC without the proposed strategy图ll为在相同条件下，采用本文所提并网谐波电流抑制策略后的GCVcI系统时域仿真波形。可以看出，GCVCI并网电流波形正弦度明显提高，对仿真数据进行分析，得到此时网侧电压THD仍为956，而THD。下降到26，因此，已符合并网系统对其并网电流波形的要求。2010运 。

31、三一lO一204【J 4 UI 4(12 4(Jj 4(J4 4 U)4 U0 4(】7 4 08 4 09 4 10叫川，s图1l 改进后系统Pcc电压及并网电流仿真波形Fig1l The simulation waVefonn of Voltage and injectedcuHnt at PCC with the proposed strategy通过基于小功率实验平台相关实验，验证了本文所提谐波电流抑制策略的有效性。实验平台由两台10 kVA三相电压源逆变器并联组成，如图12所示。逆变器由LC二阶滤波器、基于TMS320心8335 DSP控制板、三相全桥电路、变压器以及并网开关构成。在

32、实验中，利用一台逆变器对水电站有功出力频率下垂特性进行模拟，另一台逆变器用于验证所提GCVCI并网谐波电流抑制策略，实验平台参数如表2所示。电压源并网系统投入与切除对孤立电网系统频率造成的影响及有功出力变化实验波形如图13所示。可以看出，当CC-VCI系统投入后，其功率下垂控(a)电爪源j：例逆变器 (b)水fU站模拟，弘兀图12实验平台Fig1 2 The experiment platf0珊万方数据78 电工技术学报 2016年4月表2实验平台参数Tab2 The system pammeters of experiment platf0瑚参数 数值 参数 数值尼n 01 yDcV 400

33、L7mH 15 F。Ir【，IkHz 10CuF 99 Phikw 2mH 15 Q1。lkvar O5尺li|len 008制器控制系统向孤立电网注入900 w有功功率，导致水电机模拟单元出力下降，系统频率上升，经过约24 s调整，系统频率稳定在约4975 Hz，暂态过程如图13a所示；同理，当电压源并网系统切除后，水电机模拟单元出力增加，当调整过程结束后，系统频率下降025 Hz，并稳定在约4950 Hz，如图13b所示。耋蓄簪g喜娄蝰S盈壮6蚤嚣蚤鎏系统频率 ，GCVCI有功出 句一一 一f。，。 暇隆蜘皇哪蚺-叫 *“哗 一_11V一1 1一，一一1，K电#L育王 u出力15| ：入时

34、间(4 s格)(a)GCVCI投入系统频 二錾?j?7，k申自 1有功出王I舳If!i|&4努 么一二j：”：?二一，疆辚谣妊 絮删簟一口目t；g切除 、GCVCI有功出 b时间(4 s格)(b)GCvCI切除图13 GcVcI系统投入与切除实验波形F培l 3 The connection and disconnection of GCVCI为测试所提策略的有效性，在水电站模拟单元的电压参考信号中加入7次正序谐波扰动信号。参考信号经其内部控制器运算后，通过三相全桥电路放大，再经LC二阶滤波器进行滤波后，在PCc产生的电压波形如图14所示。经过对电压采样数据的分析可知，此时THD，=697。当G

35、CVCI与上述具有7次正序谐波扰动的电网进行并联运行时，网侧电压经Park变换后呈现为直流信号与300 Hz三角函数信号的线性叠加。通过上述分析可知，如果采用传统PI控制器作为电压内环控制器，该控制器只能对直流分量进行无差跟踪，而无法对环路中存在的6次谐波分量进行跟踪。因此，dq轴电压控制环误差信号中包含6次谐波分量，如图15所示。当GCVcI采用所提PIR复合控制器作为电压环控制器，并将谐振控制器中心频率设为300 Hz时，在dq坐标系下，消除了逆变器电压误差信号中6次谐波分量，如图16所示。时间(10ms格)图14 7次电压谐波扰动的Pcc电压波形14 The voltage of PCC

36、 witll 7“1 v01tage ha rInonic蝴 蝴 蝴 加 啡 Wd轴误差妣 W蝴 蝴 蝴 脚 W 烈涨 冰：q轴误著时问(10ms格)5 采用PI控制器的逆变器电压内环dq轴误差ng15 The in、e11ers V(灿ge lo【perr()r in Ihe(Iq frame willl PI c(mtmller屿一M州吣州加帆一 -“l加kI埘H_忡脚jd轴i 堤筹舢帅秒州 h _帆山岫州妒M 脚一q轴以蟾时l刚(10 ms俗)图16采用PIR控制器的逆变器电压内环dq轴误差Fig1 6 The inveners voltage 100penor in thedq fra

37、me with PIR contmllerGCVCI采用传统控制策略时，其PCC电压与并网电流波形如图17所示，并网电流采样信号与其傅里叶分析如图18所示。由图可知，并网电流受网侧谐波一连人。I)兰日1啦一。o王壶j1)一连AI)臣鲁虱一。?王主jI)一连人一ij万方数据第31卷第7期 冯 伟等孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略 79电压扰动影响发生畸变，此时1=032 A，THD，=786；在相同条件下，当逆变器采用本文所提并网谐波电流抑制策略后，其PcC电压与并网电流波形如图19所示，电流采样信号与其傅里叶分析如图20所示。可以看出，逆变器输出电流正弦度提

38、高。通过计算可知，此时，”=008 A，THD，=46。；i瓜三缀：狳二八。广飞：聪悉，i悉悉时问(10ms格)图17 改进前系统PCC电压及并网电流波形F嘻1 7 The wavefornl of PCC、01ta蚪and inlPd【川1en、vithout the prop()se(1 sIlategj图18改进前系统并网电流采样信号及其傅里叶分析F唔1 8 T1e sample and FOLlri“anaIj sis Lf i njP(te(1【uIfIeI、jIh(1L】I fh。I)rollt)sPd slrategj时问(10ms格)图19改进后系统PCC电压及并网电流波形F谚

39、1 9 I11e wavefolm()f voltaF a11(I i11jlPd(Iellf wilthP p1tJI)ose【l stralP鼬图20改进后系统并网电流采样信号及其傅里叶分析Fig20 The sample and Fourier analysis of injectedcurrent with the pmposed stracegy4结论针对具有平衡电压谐波扰动的孤立水光互补微电网系统，提出了一种基于PIR复合控制器的GCVCI并网谐波电流抑制策略。该策略利用陷波器对网侧电压采样信号的基频与谐波分量进行分离，并利用传统有功无功下垂控制器控制逆变器向电网注入基频电流，以保

40、证逆变器向电网注入有效功率。同时利用PIR复合控制器提高了电压源逆变器对电压参考信号中谐波分量的跟踪能力。通过抑制网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法，降低了系统并网电流的谐波含量。实验结果表明：当电网THD，=697时，采用所提控制策略可使GcVcI并网电流THD由786下降到46，其中，7i“可由032 A下降到008 A。因此，本文所提CCVCI并网谐波电流抑制策略是有效的。参考文献王成山，武震，李鹏微电网关键技术研究J电工技术学报，2014，29(2)：l-12Wang Chengshan，Wu Zhen，Li Peng Research on keyIechnologies of“c

41、m咖dJTmnsactions of chinaElectmtechnical Society，2014，29(2)：112Guan Yajuan，Vasquez J C，Guerrero J M，et a1Frequencv stabilitv of hierarchicallv contmlled hvbridphoIovoltaic-balteryhydropower IIlicro矛dsc2014 IEEEEnergy ConVersion Congress and Exposition， Pittsburgh，PA2叭4：1573一1580Wu C S，Liao Hua，Yang Z

42、ilong，et a1 Research 0ncontml strategies of smalI-hydroPV hybrid power systemCIntemational Conference on Sustainable Power1【J1J1Jl23rI-rI_rl万方数据80 电工技术学报 2016年4月4567891012Generalion and Supply，Nanjing，2009：15任海鹏，郭鑫，杨或，等光伏阵列最大功率跟踪变论域模糊控制J电工技术学报，2叭3，28(8)：1419Ren Haipeng， Guo Xin， Yang Yu，et a1 Maximu

43、mpower pointraekjng of photovoltaic arTay using variableuniverse fuzzy controllerJ7rransactions of chinaElectmtechnical Society，2013，28(8)：14一19梁亮，李建林，惠东光伏一储能联合发电系统运行机理及控制策略J电力自动化设备，20ll，31(8)：20-23Liang Liang， Li Jianlin， Hui Dong 0pemting modes ofphotovoltaicenergystorage hybrid system and its con

44、lmlstrategyJ Electric Power Automation Equipment，2011，31(8)：20乏3蒋冀，段善旭，陈仲伟三相并网独立双模式逆变器控制策略研究J电工技术学报，2012，27(2)：5258Jiang Ji， Duan Shanxu， Chen Zhongwei Research oncontr01 strategy for threephase double mode inverterJTransactions of china Electmcechnical society，2012，27(2)：52-58He JinweiLi Y W，Munir

45、M SA nexible harnloniccontml appmach through voltage-controlled DGgridinterfacing convertersJ IEEE 7rransactions onIndus五al Electronics，2012，59(1)：444455Gueer0 J M，Garcia De V L，Matas J，et a1Outputimpedance design of parallelconnected UPS jnVerters衍th wireless loadsh撕ng controlJIEEE TraIlsactionson

46、Industry AppIications，2005，52(4)：1126一1135He Jinwei， Li Y W， Bosnjak D， ef a1 Investigationand resonances damping of multiple PV invenersc2012 Twentyseventh Applied Power E1ectronics Conferenceand Exposition，0rlando，FL，2012：246253Cespedes M， Sun Jian Impedance modeling andanalysis of gridconnected v

47、oltagesource convertersJIEEE Transactions on Power Electmnics，2014，29(3)：12541261He Jinwei， Li Y W Hybrid voltage and current controlapproach for DG grid interfacing conveners with LCLfiltersJ 1 IEEE Transactions on Industrial Electronics，2013，60(5)：1797一1809张培高，李兴源，李政孤网频率稳定与控制策略研究J电力系统保护与控制，2012，8(1)：144155Zhang Peigao， Li Xingyuan， Li Zheng Research onfequency stabiliIy and confrol strategy in isolated powergridJPower system Protection and contml，2012，131415161718198(1)：144-155He Jinwei，Li Y W，B1aabjerg F Flexible microgridpower quality enhancement using adapti