专利名称：一种微电网背景下的新型电能质量调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电网电能质量调节与治理领域，特别是一种微电网背景下的新型电能质量调节器。
背景技术：
随着微电网在电网系统渗透率的不断提高，电网将面临由微电网分布式电源及非线性负载所引起的电能质量问题。改善电能质量的工程应用中，由无源滤波器组和有源滤波器并联组成的并联混合型有源电力滤波器(hybrid active power fiIter,HAPF)有着广泛的应用。然而由于非线性负载的时变特性，HAPF时常处于低功率工作状态，效率没有得到充分发挥。加之微电网中分布式电源具有极强的间歇性和随机性，分布式电源并网逆变器不能一直保持在额定输出工况下，分布式电源并网逆变器的容量因子较低，导致逆变器输出容量的浪费。近年来，开发微电源并网逆变器的剩余容量来改善电网电能质量的相关问题，开始得到人们的关注。2011年第6期的《Proceedings of the IEEE》中《Options forControl of Reactive Power by Distributed Photovoltaic Generator》一文指出光伏并网逆变器可以传送无功功率，可以维持与大电网公共连接处的电压稳定，但存在逆变器输出无功功率不受控的缺点；2011年第3期的《IEEE Transactions on Power Electronics))中((Enhanced Power Quality Control Strategy for Single-Phase Inverters inDistributed Generation System》一文研究了分布式发电系统中逆变器的谐波与无功补偿功能的相关问题，达到了一定的效果，不足之处是逆变器需加设输出限流装置，否则存在着停止工作的风险。
发明内容
本发明的目的是提出一种微电网背景下的新型电能质量调节器。它在原有并联混合型有源电力滤波器的基础上增加了分布式电源及储能元件，采用一种改进型id-1q复合指令电流检测及合成实现方法，较好的实现了一机多能的要求，该装置在有效解决微电网谐波和无功电流补偿的同时，也能较好实现分布式电源并网发电功能，达到了电能质量治理成本上的最大程度节约。仿真与实验运行数据表明，该设计方案有效、可靠。其原理与主要特征为:
本发明提出的微电网新型电能质量调节器由并网逆变器、控制单元、无源滤波器组、分布式电源及储能单元组成，并网逆变器直流侧与储能单元及分布式电源相连，交流侧通过电抗和电力电容器与电网相连，电抗和电力电容器将调谐至某固定次谐波，构成单调谐无源L-C滤波器，其中，原有APF逆变器交流侧输出滤波电感被包含在单调谐无源L-C滤波器电感之中；装置工作时，电网基波电压均施加于并网逆变器交流侧电力电容器上，无源滤波器组装设在负载侧，两者共同实现谐波与无功就地补偿，分布式电源通过并网逆变器与电网相连，实现分布式电源的并网发电；
微电网新型电能质量调节器的控制部分主要为并网发电有功指令电流、谐波及无功补偿指令电流的计算以及两者的合成运算，本发明在三相电流经过d、q坐标变换、低通滤波器后的通路上加一个PI调节器，三相负载电流经过坐标转换、低通滤波器和PI调节器
得到的直流分量为有功基波
是指由分布式电源输出的实际电压和计算出的最大功率点电压经过电压调节之后得到的有功直流分量，微电网新型电能质量调节器复合控制指令电流经以下算法合成
权利要求
1.一种微电网背景下的新型电能质量调节器，其主要特征在于:本发明提出的微电网新型电能质量调节器由并网逆变器、控制单元、无源滤波器组、分布式电源及储能单元组成，并网逆变器直流侧与储能单元及分布式电源相连，交流侧通过电抗和电力电容器与电网相连，电抗和电力电容器将调谐至某固定次谐波，构成单调谐无源L-C滤波器，其中，原有APF逆变器交流侧输出滤波电感被包含在单调谐无源L-C滤波器电感之中；装置工作时，电网基波电压均施加于并网逆变器交流侧电力电容器上，无源滤波器组装设在负载侧，两者共同实现谐波与无功就地补偿，分布式电源通过并网逆变器与电网相连，实现分布式电源的并网发电； 微电网新型电能质量调节器的控制部分主要为并网发电有功指令电流、谐波及无功补偿指令电流的计算以及两者的合成运算，本发明在三相电流经过d、q坐标变换、低通滤波器后的通路上加一个PI调节器，三相负载电流经过坐标转换、低通滤波器和PI调节器得到的直流分量为有功基波电流，算出谐波、无功补偿电流；由分布式电源输出的实际电压和计算出的最大功率点电压经过电压调节之后得到有功直流分量，进而得到微电网新型电能质量调节器复合控制指令电流；微电网新型电能质量调节器把复合控制指令电流输出到电网，既可以实现谐波治理及无功补偿，又可以实现并网发电功能，达到一机多能的效果，最大程度的节约电能质量治理装置的投入成本。
全文摘要
本发明针对微电网中的电能质量治理问题，提出一种微电网背景下的新型电能质量调节器。它在原有并联混合型有源电力滤波器的基础上增加了分布式电源及储能元件，采用一种改进型id-iq复合指令电流检测及合成实现方法，较好的实现了一机多能的要求，该装置在有效解决微电网谐波和无功电流补偿的同时，也能较好实现分布式电源并网发电功能，达到了微电网电能质量治理成本上的最大程度节约。仿真与实验运行数据表明，该设计方案有效、可靠。
文档编号H02J3/38GK103117553SQ20121034222
公开日2013年5月22日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者李圣清, 李永安, 曾黎琳, 何政平 申请人:湖南工业大学