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

3 仿真研究
下面分兩種情況對卜述方案可行性進(jìn)行仿真研究。首先評估電網(wǎng)電壓含5次諧波情況下變換器輸出電流的波形質(zhì)量。設80 ms時(shí)變換器輸出側電壓出現5次諧波，如圖7a所示?？梢?jiàn)，與理論分析一致，由于傳統控制方案在5次諧波(250 Hz)處系統幅頻特性不為零，導致輸出側電壓中5次諧波通過(guò)系統閉環(huán)控制反映在輸出側，因此變換器輸出電流中含有5次諧波。而采用PVPN方案時(shí)，由于虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )的濾波作用，5次諧波被完全抑制，變換器輸出電流中不含有5次諧波，實(shí)現了變換器預期的運行要求。

圖7a是對電網(wǎng)電壓含5次諧波情況下的控制方案進(jìn)行評估，在實(shí)際應用中，變換器參考電流中同樣可能存在低頻諧波。由于并網(wǎng)電流頻率和相位由鎖相環(huán)輸出決定，鎖相環(huán)誤差不可避免地會(huì )影響電流參考，導致參考電流中出現低頻諧波。為了驗證所提方案的有效性，在變換器參考電流中加入5次諧波，其仿真結果如圖7b所示?？梢?jiàn)，與理論分析一致，參考電流中含有諧波時(shí)，傳統控制方案在5次諧波(250 Hz)處系統幅頻特性不為零，導致參考電流中的5次諧波通過(guò)系統閉環(huán)控制反映在輸出側，因此變換器輸出電流中含有5次喈波。而采用PVPN方案時(shí)，由于虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )的濾波作用，5次諧波被完全抑制，變換器輸出電流中不含有5次諧波，實(shí)現了變換器預期的運行要求。
值得注意，上述仿真只針對5次諧波進(jìn)行研究。實(shí)際應用中，還可根據變換器運行要求在線(xiàn)實(shí)時(shí)加入其他無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )，此外，當系統頻率變化時(shí)，可通過(guò)鎖相環(huán)實(shí)時(shí)更新無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )參數，保證濾波器特征頻率跟隨系統頻率變化實(shí)時(shí)更新，實(shí)現虛擬阻抗網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)可編程。

4 結論
提出一種可編程虛擬無(wú)源網(wǎng)絡(luò )概念，通過(guò)變換器反饋控制實(shí)現無(wú)源阻抗網(wǎng)絡(luò )特性，根據變換器運行要求實(shí)現虛擬無(wú)源網(wǎng)絡(luò )結構在線(xiàn)實(shí)時(shí)編程，提高了微電網(wǎng)變換器系統性能。下一步工作將針對孤島運行情況下變換器的可編程虛擬無(wú)源網(wǎng)絡(luò )控制進(jìn)行研究。