微電網(wǎng)變換器可編程虛擬無(wú)源網(wǎng)絡(luò )原理及分析

當開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，DC／AC變換器控制模型可由圖4a表示。其中，i*和i分別為參考和輸出電流，C(s)為電流控制器，D為占空比，K為PWM增益，Z為無(wú)源網(wǎng)絡(luò )阻抗。將圖4a中的模型按照回路傳遞函數乘積保持不變的原則進(jìn)行變換，可得圖4b所示模型。由圖可知，通過(guò)控制方式可實(shí)現無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )特性，根據需要調整參數Z可實(shí)現無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )參數在線(xiàn)可編程實(shí)時(shí)更新，由于該無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )并非客觀(guān)存在，故稱(chēng)之為PVPN。

實(shí)際應用中，可根據變換器運行需要實(shí)現虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )結構在線(xiàn)可編程，提高了微電網(wǎng)變換器的系統性能。例如，為減小輸出電流低頻諧波和直流注入分量，可采取圖5所示無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )I。

由圖5可知，無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )I阻抗為：

值得注意，圖5中的無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )在實(shí)際應用中存在一定問(wèn)題。比如電感和電容雜散參數、阻抗值變化、微電網(wǎng)系統頻率變化均會(huì )對無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )的有效性產(chǎn)生負面影響。而采用虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )可有效解決上述問(wèn)題，通過(guò)控制方式實(shí)現電感和電容理想特性，即使在微電網(wǎng)系統頻率變化情況下，也可通過(guò)控制方式實(shí)現虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )參數的在線(xiàn)實(shí)時(shí)編程。
為了驗證上述方案的可行性，根據變換器運行需要進(jìn)行理論分析和研究，具體目標要求是：消除變換器輸出電流中的5次諧波。根據圖5設置5次濾波單元作為PVPN串聯(lián)至變換器輸出側。根據圖4b可得系統傳遞函數為：