交流微電網(wǎng)逆變器控制策略探析

鄒存芝++朱佳梅++于廣艷++張爾東

摘 要

逆變器是交流微電網(wǎng)的關(guān)鍵電氣裝備，其控制策略與微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。本論文主要從交流微電網(wǎng)逆變器存在的技術(shù)問題，針對微電網(wǎng)中單臺逆變器的控制，從頻域的角度，就基波和諧波功率的控制策略進(jìn)行了分析和述評，并且就多臺逆變器的管理控制進(jìn)行了交流微電網(wǎng)逆變器控制策略的探析，希望為研究交流微電網(wǎng)逆變器的專家與學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】交流微電網(wǎng) 逆變器 控制策略

微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了再生資源、電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合，在提升資源利用效率的同時(shí)，帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果，從而實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約管理。微電網(wǎng)技術(shù)分為交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)和直交混合微電網(wǎng)，這些不同的分類需要針對實(shí)際網(wǎng)路的用電情況進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行交流微電網(wǎng)的管理中，逆變器是關(guān)鍵的組成部分，在整個(gè)微電網(wǎng)的管理中占據(jù)重要的份額，需要對逆變器進(jìn)行管理，提升逆變器的管理技術(shù)和管理方法。

1 交流微電網(wǎng)逆變器存在的技術(shù)問題

交流微電網(wǎng)在管理的過程中可能存在較大的問題，這個(gè)是和其系統(tǒng)構(gòu)架分不開的，微電網(wǎng)主要的組成部分是分布式的電源和儲(chǔ)能式的單元，這些單元在運(yùn)行中都需要逆變器來進(jìn)行維護(hù)，對于逆變器的管理可能存在一定的問題，造成逆變器在管理的過程中，因?yàn)榫€路之間的復(fù)雜性，造成逆變器的管理達(dá)不到要求，技術(shù)性的難題較多。微電網(wǎng)運(yùn)行需要滿足相互之間各種模式的轉(zhuǎn)換，并且在并網(wǎng)中進(jìn)行離網(wǎng)的控制，在這兩種情況下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的切換本身技術(shù)難度較高，對于逆變器的要求更加明顯。

從空間方面分析，微電網(wǎng)中的逆變器的數(shù)量較多，這些逆變器在管理的過程中也是需要關(guān)注的問題，相互之間的調(diào)控和管理等問題突出，為了使管理更加協(xié)調(diào)，需要重視對技術(shù)的控制。而且從頻率的角度出發(fā)，需要將逆變器的高速開關(guān)等進(jìn)行靈活的控制，掌握好相互之間的頻率轉(zhuǎn)換，這些都是需要研究的問題，也是在管理中將要面臨的挑戰(zhàn)。

2 逆變器的控制策略分析

2.1 單臺逆變器基波的控制

如圖1所示，單臺逆變器在電網(wǎng)運(yùn)行中主要是通過三相兩電平電路對信號進(jìn)行控制，合理的控制PCC處連的連接和電網(wǎng)的連接，從而實(shí)現(xiàn)逆變器和電網(wǎng)的管理，使得電網(wǎng)的控制更加的靈活。但是在進(jìn)行管理的過程中需要將基波進(jìn)行控制，合理的控制離網(wǎng)的位置，將離網(wǎng)運(yùn)行中的不平衡功率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)可再生能源逆變器做恒功率運(yùn)行。

2.2 單臺逆變器諧波控制策略

任何逆變器在管理的過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的諧波，因此在進(jìn)行微電網(wǎng)的管理中需要對諧波進(jìn)行一定的控制，首先在電網(wǎng)中盡量不要增加一些輔助設(shè)備，盡可能的利用并網(wǎng)逆變器的閑置功率容量進(jìn)行工作，這樣可以改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。其次需要針對電網(wǎng)電壓進(jìn)行控制，對電網(wǎng)的電壓和指令電流進(jìn)行控制，防止因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓不同步造成的諧波的產(chǎn)生。

3 多臺逆變器的管理控制

微電網(wǎng)的運(yùn)行是一個(gè)整體，在運(yùn)行的過程中需要控制逆變器的運(yùn)行，盡量的達(dá)到同步，但是逆變器在運(yùn)行中不能像轉(zhuǎn)子一樣存在慣性，因此需要在其中增加一定的儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷狀態(tài)中的能量平衡，保證逆變器的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)能量的平衡。同時(shí)，可以對微電網(wǎng)實(shí)行分散式的管理，提升對電網(wǎng)的控制力度，分散式的為電網(wǎng)管理，賦予每個(gè)逆變器本地控制的不同功能，單獨(dú)的對逆變器進(jìn)行控制，從而完成對微電網(wǎng)的各種優(yōu)化控制和輔助服務(wù)。

相較于集中式的控制來講，分散式控制最大的優(yōu)勢在于可以保證逆變器獲得更多的信息，對數(shù)據(jù)通訊的要求也更低，系統(tǒng)在開放性方面更強(qiáng)，系統(tǒng)的運(yùn)行也更加流暢，但是該系統(tǒng)在全局性方面較差，系統(tǒng)的整體決策變的困難，因此需要針對方面的問題及進(jìn)行完善，將集中式和分散式的逆變器管理系統(tǒng)進(jìn)行融合，進(jìn)一步提升微電網(wǎng)的管理質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，微電網(wǎng)的出現(xiàn)，在一定的程度上替代了傳統(tǒng)逆變器的控制方式，但是在使用中需要進(jìn)一步控制諧波等問題，并根據(jù)不同的需要對逆變器實(shí)行集中或者分散式的管理，將微電網(wǎng)的管理與實(shí)際進(jìn)行結(jié)合，從而進(jìn)一步增加管理的有效性，提升配電網(wǎng)管理的效率。

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作者簡介

鄒存芝（1980-），女，碩士研究生學(xué)歷?，F(xiàn)為哈爾濱石油學(xué)院信息工程學(xué)院講師。研究方向?yàn)殡姍C(jī)調(diào)速與控制、傳感與檢測技術(shù)。

作者單位

哈爾濱石油學(xué)院信息工程學(xué)院 黑龍江省哈爾濱市 150027